18 октября 1951 года на Семипалатинском полигоне была испытана первая отечественная атомная авиационная бомба РДС-3. Это было третье ядерное и первое воздушное испытание в СССР.
26 февраля 1950 года перед КБ-11 была поставлена задача создать новую атомную бомбу массой не более 3 тонн и эквивалентной мощностью в 25 тыс. тонн тротила. Начали с разработки новой фокусирующей системы, идею которой предложил старший научный сотрудник лаборатории №2 В.Некруткин. Новый принцип фокусирования детонационных волн и новая конструкция центральной части основного узла, позволявшая вдвое увеличить его мощность, использовались в двух следующих вариантах РДС-2 и РДС-3, отличавшихся только начинкой ядра: основной заряд «двойки» был полностью плутониевым, «тройки» - ураново-плутониевым.
18 октября 1951 года в 9 часов 52 минуты 38 секунд по московскому времени пилотируемый подполковником К.Уржунцевым Ту-4 с высоты 10 км сбросил первую отечественную атомную авиационную бомбу над условной целью, представлявшую собой круг радиусом 400 метров. Взрыв произошел на высоте около 380 метров.
Через час и двадцать минут после взрыва к эпицентру отправился специально оборудованный танк. В результате дозиметрической разведки было установлено, что максимальная интенсивность радиоактивного заражения местности оказалась значительно ниже той, которая была в эпицентре наземных взрывов. Усредненное значение мощности РДС-3 оказалось равным 41 200 тонн в тротиловом эквиваленте.
В результате модернизации РДС-3 были разработаны пригодные для использования в тактических целях атомные заряды меньшей мощности, еще более экономичные по расходу плутония. Опыт разработки РДС-2 и РДС-3 лег в основу принципиальной схемы конструкции первой отечественной тактической серийной атомной бомбы РДС-4 («Татьяна»), успешно испытанной на Семипалатинском полигоне 23 августа 1953 года.