Durant la Deuxième Guerre mondiale et la Guerre froide, les États-Unis ont séparé environ 100 tonnes de plutonium. La séparation du plutonium, ou retraitement, s'est faite principalement à Hanford, dans l'état de Washington et sur le site de Savannah River (SRS), en Caroline du Sud. Du retraitement supplémentaire a été aussi effectué dans des laboratoires nationaux, plus petits, notamment à Los Alamos au Nouveau Mexique. Au laboratoire national technique de l'Idaho (Idaho National Engineering Laboratory -INEL), le retraitement du combustible usé de la propulsion navale était réalisé pour séparer l'uranium très enrichi des produits de fission.

Chacune de ces usines appartenait à l'État. Le seul retraitement privé aux États-Unis a été effectué à l'usine de West Valley dans l'état de New York. Cette usine a été fermée en 1972 et le plutonium séparé a été transféré au gouvernement fédéral, alors que la responsabilité pour la décontamination de l'usine est partagée entre l'état de New York et le gouvernement fédéral. D'après les estimations du Département de l'Énergie (DOE), l'immobilisation, le confinement et la surveillance de tous les déchets radioactifs et la contamination de l'environnement résultant de 50 ans de retraitement aux États-Unis pourraient coûter aux contribuables environ 1 milliard de dollars pour chaque tonne de plutonium produite.

Le secrétaire à l'énergie du président Reagan, John Herrington, avait déclaré publiquement que les États-Unis avaient produit un surplus de plutonium même avant la fin de la Guerre froide. Celle-ci étant terminée et un accord sur la réduction des armes nucléaires signé, le secrétaire à l'Énergie du président Bush, l'amiral Watkins, a annoncé que les opérations de retraitement seraient progressivement abandonnées. Cependant cet abandon progressif a rencontré des obstacles politiques sur tous les sites à l'exception de Hanford qui a fermé les portes de sa dernière usine de retraitement début 1996. Maintenus principalement pour éviter des pertes d'emploi, les projets de retraitement de SRS et de INEL, plutôt que d'être conduits à leur terme dans le respect de la sûreté, sont au contraire en train de prendre de l'envergure.

À SRS se trouvent les deux dernières usines américaines de retraitement qui utilisent le procédé Purex datant de plusieurs décennies. Ces gigantesques bâtiments de béton, construits dans les années 50 auraient dû être fermés au tournant du siècle. Cette date, basée sur le temps nécessaire pour achever le retraitement du combustible irradié et d'autres matériaux nucléaires laissés sur le site et provenant des opérations de la guerre froide, a été repoussée à environ 2002 en raison de retards causés par des craintes sur la sûreté. De plus, la direction de SRS et les élus locaux proposent de prolonger les opérations d'au moins 30 ans en faisant venir des déchets d'autres usines du DOE et même de réacteurs commerciaux pour les retraiter à SRS.

À INEL, l'usine de retraitement qui avait fonctionné pendant la Guerre froide a été arrê;tée il n'est pas prévu qu'elle soit remise en marche. Cependant, une nouvelle et plus petite usine de retraitement, utilisant une nouvelle technologie qui n'est pas encore commercialisé, a été mise en service. Cette technologie, souvent désignée sous le nom de "pyroprocessing" ou "electrorefining", a été développée aux États-Unis dans le cadre du programme surgénérateur américain. Ce programme a été annulé en 1995 à cause des problèmes incessants liés à la non-prolifération et à des aspects techniques et économiques. La partie retraitement du programme a été cependant conservée et rebaptisée comme entreprise de gestion des déchets. Ceci est tout particulièrement inquiétant pour les partisans de la non-prolifération parce que ce nouveau mode de retraitement peut être construit dans un espace beaucoup plus petit que les anciennes usines. De plus, les caractéristiques des plans de fonctionnement de cette technologie de gestion des déchets ne seraient pas totalement protégées.

Cette année prochaine sera cruciale pour l'avenir du retraitement aux États-Unis. En effet, des décisions capitales seront prises, soit de fermer les usines de retraitement comme prévu, soit d'accroître leur rôle. Deux opinions contradictoires dominent la discussion en cours. L'opinion la plus raisonnable pour une option à long terme à prendre par les États-Unis consiste - puisque la nécessité militaire de séparer le plutonium n'existe plus - à fermer ce qui reste des capacités de retraitement et à mettre en place de meilleures techniques pour la gestion des combustibles nucléaires et autres matériaux nucléaires. Ceux qui soutiennent une opinion différente présentent les besoins actuels et futurs du gouvernement fédéral pour la gestion du combustible irradié comme raison pour prolonger le retraitement aux États-Unis dans l'espoir que de cette façon, on aboutira finalement à la revitalisation de l'industrie nucléaire.