Det som nok hadde størst betydning for stormaktenes syn på hverandre under den kalde krigen, bortsett fra ideologi, var våpenkappløpet mellom USA og Sovjetunionen. USA var som kjent først ute med å utvikle atombomben, og de hadde vist for hele verden hva det ville si å slippe en atombombe over en storby – de hadde benyttet seg av dette fryktinngytende våpenet i Hiroshima og Nagasaki i august 1945. Da Sovjetunionen i 1949 hadde klart å utvikle sin egen atombombe, var altså våpenkappløpet i gang. Atomvåpnene utgjorde hoveddelen av de midlene stormaktene hadde å true motparten med, men det var også to andre hovedtyper ikke-konvensjonelle våpen som spilte en viktig rolle: Biologiske våpen og kjemiske våpen.

USA lå som regel foran Sovjetunionen når det gjaldt teknologisk utvikling og våpenutvikling. Amerikanerne hadde hydrogenbomben (kraftigere enn atombomben) klar i 1952, og allerede i 1953 hadde Sovjetunionen det samme. Det var ikke lenger de konvensjonelle våpnenes sprengkraft eller antall det dreide seg om, men i stedet nye og ekstremt ødeleggende atomvåpen. Inntil 1957 hadde USA en fordel ved at storbyene i USA var utenfor rekkevidden til sovjetiske fly, mens USA lett kunne nå Sovjetiske byer fra baser i Europa. Men da den sovjetiske satellitten Sputnik ble skutt opp, med vellykket resultat, i 1957, var ikke lenger geografisk avstand noe hovedproblem. Ved hjelp av interkontinentale raketter kunne nå begge sider nå hverandre uten å ha noe direkte behov for baser nærmere fienden. Den teknologiske utviklingen innen våpenindustrien fortsatte med voldsom fart, og etter hvert ble det mulig for supermaktene å plassere raketter med atomstridshoder på ubåter, på egne jernbaner, eller i underjordiske bunkere. Ingen kunne lenger være sikre på å vinne en eventuell væpnet konflikt, for etter hvert innså begge parter at en slik konflikt sannsynligvis ville føre til en total kjernefysisk krig som ville ende i ødeleggelse av både dem selv, motparten og uskyldige.

En grunn til at USA satset på atomvåpen var at Sovjetunionen hadde vært overlegent når det gjaldt konvensjonelle våpen. Så lenge USA hadde flere atomvåpen enn Sovjetunionen var ikke lenger den røde hær noen stor trussel for landet. Men så snart Sovjetunionen hadde tilegnet seg den samme teknologien og rustet opp på lik linje med USA, var denne taktikken nyttesløs. Den amerikanske regjeringen ved President Eisenhower la i 1953 frem doktrinen om massiv gjengjeldelse. Men da det viste seg at Sovjetunionen ble i stand til å ramme USA med samme mynt, ble denne doktrinen relativt uaktuell. Sovjetunionen rustet kraftig opp på 1960- og 1970-tallet; for eksempel økte antall strategiske atomstridshoder i sovjetiske lagre fra ca. 2000 i 1970 til ca. 7000 i 1980. Det viste seg nå at både USA og Sovjetunionen hadde nok atomvåpen til å ødelegge hverandres storbyer, og i verste fall det meste av verden for øvrig, selv om de hadde blitt utsatt for et massivt atomangrep selv. Bl.a. var varslingssystemene slik at de gav landet som ble angrepet tid til å svare med minst samme mynt før de interkontinentale rakettene hadde truffet sine mål. Denne andreslagsevnen utgjorde en så stor trussel om gjensidig ødeleggelse (MAD, eller Mutual Assured Destruction) at ingen av partene turte å angripe. Denne terrorbalansen gjorde at trusselen om atomvåpen i seg selv virket stabiliserende på forholdet mellom supermaktene i den kalde krigen. Men til tross for dette var trusselen der i aller høyeste grad, og sannsynligvis skulle det ikke store misforståelsen til før en verdensomspennende kjernefysisk krig var i gang. Heldigvis ble dette unngått.

Som vi har sett, har biologiske våpen eksistert i lange tider. Å spre sykdommer er en forferdelig, men effektiv måte å skape panikk blant fiendens tropper og sivilbefolkning på. Atomvåpen ble selvfølgelig sett på som svært ødeleggende, men ille var også andre typer ukonvensjonelle våpen. Det var, og er fortsatt, lite som var så topp-hemmelig som de ulike nasjoners kunnskap, produksjon og lagre av biologiske og kjemiske våpen. Ulike avtaler er blitt inngått for bl.a. å forby bruken av slike våpen, men i en evt. total krig vil sannsynligvis slike forbud bli oversett nokså lett.

På 1950- og 1960-tallet utvidet USA sitt offensive program for biologisk krigføring, og de testet bl.a. ut slike våpen på dyr, men President Nixon beordret dette programmet avsluttet i 1969. I 1972, under konvensjonen om biologisk krigføring, eller Biological Warfare Convetion (BWC), skrev stormaktene under på en avtale som forbød utvikling og produksjon av offensive biologiske våpen. Det har senere vist seg at Sovjetunionen talte usant på BWC, fordi de hadde bl.a. utviklet Anthrax, byllepest (!) og sykdommen kopper så sent som i 1980-årene. Det kan selvsagt diskuteres om hvorvidt disse våpnene var offensive eller ei (Sovjetunionen hevdet at de kun var til defensiv bruk), men de fleste er i dag enige om at denne typen våpen som Sovjetunionen produserte var offensive, altså i strid med avtalen fra BWC. USA hadde en mistanke om dette allerede i 1975, men de hadde ingen detaljkunnskap om det. Den amerikanske etterretningen satte sammen og analyserte biter av informasjon fra ulike kilder, men det var meget vanskelig pga. hemmeligholdelse. Det var få mennesker som kunne snakke om dette; det var for eksempel ingen desertører fra Sovjetunionen som hadde kjennskap til dette før på slutten av 1980-tallet, da Sovjetunionen var i ferd med å gå i oppløsning.

I et intervju med Dr. KanatjanAlibekov, visedirektør i Biopreparat (Biopreparat var Sovjetunionens biologiske våpenprogram) fra 1988 til 1992, kommer det frem at Sovjetunionen hadde store lagre av biologiske våpen på dette tidspunktet. Alibekov hoppet av og flyttet til USA i 1992, bl.a. fordi han ble bedt om å lyve (etter en inspeksjon i USA) om at USA fortsatt hadde et offensivt biologisk våpenprogram. Han kunne bl.a. fortelle at i Kirov ble det lagret omtrent 20 tonn pest, og i Zagorsk (nå Sergiev Posad) ble det lagret omtrent 20 tonn kopper (smallpox) som biologiske våpen. I en fabrikk i Ekaterinburg (tidligere Sverdlovsk) ble det produsert anthrax-våpen i store mengder. Alibekov mente i intervjuet at Russland ikke har lagret slike våpen i dag, men at de kan klare å produsere dem i løpet av kort tid, la oss si maksimum tre måneder.

Sykdommen kopper ble erklært utryddet av WHO i 1980, og etter dette skulle det bare eksistere to eksemplarer av denne sykdommen – ett i Atlanta, USA, og ett i Ivanovsky instituttet i Moskva. Sovjetunionen flyttet kopperviruset til Koltsovo, og brukte det til å produsere større mengder av det. De forsøkte til og med å endre genetikken for å gjøre viruset mer sofistikert. Trolig hadde USA i all hemmelighet forsket på noe av det samme, for amerikanerne var nok klar over trusselen fra Sovjetunionen, noe vi går nøyere inn på i neste avsnitt. Sannsynlige mål for sovjeterne var storbyer som New York, Los Angeles, og Chicago, og sovjeterne følte nok trusselen på samme måte. På dette grunnlaget kan vi si at våpenkappløpet ikke bare dreide seg om atomvåpen, men også om biologiske og kjemiske våpen. Den som hadde de mest avanserte og "ukjente" virusene ville få en stor fordel i en eventuell total krig – det ville skape kaos blant befolkningen.

Flere typer biologiske våpen har blitt nevnt i hittil, men det er også en mengde forskjellige kjemiske substanser som kan brukes i krigføring. I løpet av 1900-tallet har bare ca. 70 forskjellige kjemiske stoffer blitt brukt eller lagret til bruk i kjemisk krigføring, men i dag blir bare et fåtall av disse sett på som interessante, for slike stoffer bør bestå visse "krav". Det bør være meget giftig, men ikke så giftig at det blir for vanskelig å håndtere; det bør være i stand til å bli lagret over en lengre periode uten å bli ødelagt; og det må kunne til en viss grad stå i mot vann, oksygen og varme ved spredning. Det er små mengder som skal til for å drepe et menneske, og når vi vet at det ble lagret flere tonn av slike og biologiske stoffer, er det lett for oss å forestille oss meget skremmende scenarier. Vi vet også at begge sider i konflikten kunne sette sine biologiske og kjemiske våpenplaner ut i live relativt raskt. Det er også viktig å merke seg at slike våpen ikke bare skader mennesker og dyr direkte, men kan også ødelegge avlinger og vannforsyninger.