Plutonium wurde von den US-Amerikanern Glenn T. Seaborg, J. W. Kennedy, E. M. McMillan, Michael Cefola und Arthur Wahl entdeckt. Am 14. Dezember 1940 stellten sie das Isotop 238Pu durch Beschuss von Uran 238U mit Deuteronen in einem Zyklotron her. Dazu wurden zunächst Proben des Isotops 238U in Form des Oxids U3O8 in dünner Schicht auf einer Kupferplatte aufgetragen. Bei der Kernreaktion mit Deuteronen werden je zwei Neutronen emittiert; das zunächst entstehende Neptunium zerfällt zu 238Pu. Den eindeutigen Nachweis für das Element 94 erbrachte Arthur Wahl am 23./24. Februar 1941.