در زمان دولت هشتم ایران، این دولت حاضر به پذیرش چند توافق‌نامه شد که به تدریج کلیه فعالیت‌ها و مطالعات مرتبط با دانش اتمی در ایران را به حالت تعلیق در آورد.[14]
این توافق‌نامه در 29 مهر 1382 برابر با 21 اکتبر 2003 به امضا رسید و به موجب آن از تأسیسات اتمی ایران بازرسی‌های گسترده‌ای به عمل آمد و فعالیت‌های مرتبط با غنی‌سازی اورانیوم نیز در ایران متوقف شد.
در این مذاکرات ریاست هیئت ایرانی را حسن روحانی و کمال خرازی بر عهده داشتند. ریاست هیئت اروپایی را هم دومینیک دو ویلپن، جک استراو و یوشکا فیشر وزیران خارجه سه کشور فرانسه، بریتانیا و آلمان بر عهده داشتند.
این توافق‌نامه در 4 اسفند ماه 1382 برابر با 23 فوریه 2004 به امضا رسید و ایران متعهد شد ساخت و آزمایش سانتریفیوژهای مورد نیاز برای غنی‌سازی را متوقف کند و اقدام به ساخت قطعات یدکی سانتریفیوژهای موجود در آن زمان را نیز تعلیق کند.
در این مذاکرات ریاست هیئت ایرانی بر عهده حسن روحانی و ریاست هیئت اروپایی بر عهده خاویر سولانا بود.
این توافق‌نامه در 14 نوامبر 2004 برابر با 17 بهمن 1382 در پاریس بین ایران و سه کشور فرانسه، انگلیس و آلمان به امضا رسید و به موجب آن ایران به عنوان اقدامی داوطلبانه در جهت اعتمادسازی -و نه به عنوان یک تعهد قانونی - پذیرفت که کلیه فعالیت‌های مربوط به غنی‌سازی و بازفرآوری مانند ساخت، تولید، نصب، آزمایش، سرهم‌بندی و راه‌اندازی سانتریفیوژهای گازی، و فعالیت‌های مربوط به جداسازی پلوتونیم را متوقف کند و در عوض اتحادیه اروپا سعی در پذیرش ایران در سازمان تجارت جهانی نماید.[15]
نماینده مذاکره‌کننده ایران سیروس ناصری به همراه سفیران وقت ایران در پاریس، لندن و برلین بودند.
پس از توافق‌نامه پاریس در سال اول فعالیت دولت نهم جمهوری اسلامی ایران، ایران اعلام کرد تعلیق داوطلبانه غنی‌سازی به پایان رسیده‌است و با فک پلمب، فعالیت‌های UCF اصفهان را تحت نظارت آژانس ادامه می‌دهد. همچنین ایران در ژانویه 2006 در حضور بازرسان آژانس بین‌المللی انرژی هسته‌ای تأسیسات مجتمع تحقیقاتی هسته‌ای نطنز را نیز فک پلمب کرد، اما شورای امنیت در مارس همان سال به ایران یک ماه فرصت داد تا فعالیت‌های هسته‌ای خود را متوقف کند.
در آوریل 2006 دانشمندان ایرانی موفق به تولید چرخه کامل سوخت هسته‌ای در مقیاس آزمایشگاهی شدند و ایران به کشورهای عضو باشگاه اتمی پیوست. شورای امنیت در ژوئیه 2006 قطعنامه 1696 را تصویب کرد که خواستار تعلیق غنی‌سازی اورانیوم در ایران بود. شورای امنیت در دسامبر همان سال قطعنامه 1737 را تصویب کرد که بیشتر فعالیت‌های تجاری، مالی، صنایع موشکی و هسته‌ای ایران را براساس بند 41 فصل هفتم منشور ملل متحد، هدف قرار داده بود. این قطعنامه نخستین سند بین‌المللی حقوقی بود که فعالیت‌های هسته‌ای ایران را به‌عنوان تهدیدی علیه صلح و ثبات منطقه‌ای معرفی می‌کند. تهران با تأکید بر بند 4 معاهده ان‌پی‌تی این اتهامات را غیر مستند می‌خواند و خواستار رفتار غیر تبعیضی با فعالیت‌های اتمی این کشور بود.
گروه 1+5 در راستای ادامه فشار بر توقف برنامه اتمی ایران، قطعنامه‌های 1747، 1803 و 1835 را نیز تصویب کردند؛ بر اساس این قطعنامه‌ها محدودیت‌های مالی بر شرکت‌ها و افراد وابسته به سپاه پاسداران و سازمان انرژی اتمی افزایش یافته بود.[16]
اولین تلاش‌های ایران برای دستیابی به فناوری هسته‌ای به سال 1335 بازمی‌گردد. در 14 اسفندماه این سال موافقت نامه‌ای یازده ماده‌ای میان ایالات متحده آمریکا و ایران راجع به استفاده‌های غیرنظامی از انرژی هسته‌ای به امضاء نمایندگان دو دولت رسید.[17] به موازات این موافقت نامه، انستیتو علوم هسته‌ای که تحت نظارت سازمان مرکزی پیمان سنتو بود از بغداد به تهران منتقل شد و دانشگاه تهران، مرکزی را تحت عنوان مرکز اتمی دانشگاه تهران برای آموزش و پژوهش هسته‌ای پایه گذاری نمود.[17]
در همین راستا آیزنهاور، رئیس جمهور ایالات متحده، به منظور پیشبرد سیاست‌های هسته‌ای خود که با عنوان اتم برای صلح شهرت داشت با فروش یک راکتور کوچک تحقیقاتی به ایران موافقت کرد. بهره برداری از این راکتور 5 مگاواتی در سال 1346؛ که با 584/5 کیلوگرم سوخت اورانیوم بسیار غنی شده 93 درصد (که تا سال 1357 از طرف آمریکا تأمین می‌گردید) کار می‌کرد سرآغاز فعالیت‌های هسته‌ای ایران به‌شمار می‌آید.[17]
به دنبال این اقدامات قراردادهای متعددی میان ایران و ایالات متحده آمریکا (در سال‌های 1974، 1975، و پنج قرارداد در سال [17]1976)، جمهوری فدرال آلمان (1975، 1976، و 1 مارس 1978 به منظور اکتشاف اورانیوم[17])، فرانسه (1969، دو موافقتنامه در سال 1974، 1975 و [17]1977 )، کانادا (1972[17])، هند (1976 [18])، استرالیا (1977 [17]) و انگلستان (1975 [17]) با هدف اکتشاف معادن، تربیت نیروی انسانی، تهیه تجهیزات و ساخت و توسعه تاسیسات و نیروگاه‌های هسته‌ای به منظور تولید انرژی هسته‌ای منعقد گردید.[17]
در تاریخ 9 فوریه? سال 2003 میلادی محمد خاتمی، رئیس جمهور وقت ایران، خبر از تهیه? سوخت هسته‌ای توسط متخصصین ایرانی برای نیروگاه‌های هسته‌ای ایران داد.
در آوریل 2006 ایران اعلام کرد که موفق به غنی‌سازی اورانیوم به میزان 3?5 درصد شده‌است. در اکتبر 2006 ایران اعلام کرد که آبشار دوم مرکزگریزهای گازی خود را راه‌اندازی کرده و در آن به غنی‌سازی اورانیوم پرداخته‌است. محمود احمدی‌نژاد عصر روز سه‌شنبه 22 فروردین 1385 در تالار کتابخانه? دانشکده? علوم رضوی در مشهد، دستیابی ایران به چرخه? تولید سوخت هسته‌ای را اعلام کرد.[19] ایران اکنون به مقدار‌های 5 درصد و 20 درصد اورانیوم را غنی سازی می‌کند.طبق گفته آمریکا ایران تنها یک سال با غنی سازی اورانیوم در حد 95 درصد(در حد ساخت بمب هسته‌ای) فاصله دارد.
بگفته روزنامه واشنگتن پست یکی از دلایل مخالفت با برنامه اتمی ایران «سیاست‌های تهدیدآمیز (همانند علیه اسرائیل[20]) » می‌باشد. گزارش افق سالانه ارتش اسرائیل ایران را رسماً به عنوان خطری که موجودیت اسرائیل را تهدید می‌کند، معرفی کرده و به گفته دنیس بلر، رئیس سازمان اطلاعات مرکزی آمریکا (سیا)، اسرائیل مصمم به جلوگیری از پیشرفت برنامه اتمی ایران است.[21][22] در اوت 2006، کمیته دائمی منتخب مجلس نمایندگان ایالات متحده آمریکا در گزارشی به کنگره آمریکا با استناد به گفتار زیر از رئیس جمهور ایران، ایران و احمدی نژاد را یک «تهدید علیه امنیت ملی آمریکا» دانسته و «موضع خصمانه ایران علیه آمریکا» را دلیل محکمی برای لزوم پیشگیری از دستیابی به فناوری هسته‌ای دانست.[23] در 4 آبانماه 1384، محمود احمدی نژاد در همایشی تحت عنوان «جهان بدون آمریکا و صهیونیسم» بیان کرده بود:[23][24]
| « | بدون تردید می‌گویم که این شعار و هدف دست یافتنی است و به حول و قوه الهی به زودی جهان بدون آمریکا و صهیونیسم را تجربه کرده و در دوران درخشان حاکمیت اسلامی بر جهان امروز تنفس خواهیم کرد. | » |
با اینحال بگفته گودات بغات از دانشگاه پنسیلوانیا، اکثر تحلیلگران بر عدم وقوع درگیری نظامی بین ایران و اسرائیل توافق نظر دارند و فراخوانی برای نابودی اسرائیل را برای استفاده‌های داخلی و منطقه‌ای دانسته، و معتقد است که ایران هیچگونه برنامه‌ای برای حمله نظامی به اسرائیل (چه با سلاح‌های اتمی، و چه با سلاح‌های متعارفش) ندارد، و به نقل قولی از رهبر ایران اشاره کرده که بگفته او سیاست رسمی ایران در مورد مناقشه اعراب و اسرائیل را اینگونه جمع بندی کرده که «موضوع فلسطین جهاد ایران نیست».[25][26]
همچنین بدلیل امکان استفاده دوگانه از این فن‌آوری در تولید تسلیحات هسته‌ای[27][28]، ایران مورد اعتراض کشورهای دیگر بویژه دیگر اعضای آژانس بین‌المللی انرژی اتمی که ایران نیز عضوی از آن می‌باشد قرار گرفت که کشور ایران با هدف اعتمادسازی و رفع هرگونه ابهام پیرامون صلح‌آمیز بودن استفاده از فناوری هسته‌ای با بازرسی‌های آژانس انرژی هسته‌ای موافقت نمود. پیرامون مخالفت کشورهای آمریکا، اسرائیل و برخی کشورهای غربی بگفته نشریه باشگاه خبرنگاران دانشجویی ایران، برخی کارشناسان بر این باورند که آمریکا در این زمینه برخوردی دوگانه و تبعیض‌آمیز داشته‌است و کشورهای غربی قصد دارند دانش غنی‌سازی را در انحصار خود داشته‌باشند و از دسترسی کشورهای جهان سوم جلوگیری می‌کنند و این در حالیست که در برابر زرادخانه‌های اتمی اسرائیل به سکوت حمایت‌آمیز خود ادامه می‌دهند.[7] این نشریه در دفاع از موضع ایران ادامه می‌دهد که در طول این مدت ایران مطابق با قوانین بین‌المللی و پادمان‌های جهانی در این زمینه، عمل کرده‌است که بازرسی آزادانه بازرسان آژانس بین‌المللی انرژی اتمی و دوربین‌های کارگذاشته شده، تمامی دال بر این ادعا هستند.[7]
آمریکا، اتحادیه اروپا، و اسرائیل بر آنند که ایران با «کمک مخفیانه» منابع پاکستانی موفق به ساخت مراکز لازم برای تولید سوخت هسته‌ای از جمله غنی‌سازی اورانیوم شد.[29] ایران همواره این ادعا را رد می‌کند و می‌گوید تمام برنامه هسته‌ای ایران داخلی و بر مبنایی بنیادی می‌باشد که بطور اصولی و با طرح استقلال کامل فناوری هسته‌ای از بدو انقلاب اسلامی بازسازی و اجرا شده‌است.
ایران با تأکید همچنین بر حق قانونی خود در استفاده از انرژی هسته‌ای تأکید دارد. ایران با امضای پیمان عدم تکثیر سلاح‌های هسته‌ای (N.P.T) در سال 1968، از حق استفاده از انرژی صلح‌آمیز هسته‌ای برخوردار گشت.
