1959年美國在意大利和土耳其部署中程導彈，將導彈直接部署到了蘇聯的家門口，蘇聯對此十分的不滿，卻又找不到合適的機會到美國的家門口部署導彈。同樣在1959年，古巴國內爆發了革命，卡斯特羅成為了古巴的新領導者。雖然卡斯特羅上臺後第一時間訪問美國，但是美國仍然不信任卡斯特羅，1961年美國策劃了豬玀灣事件，險些推翻了卡斯特羅的統治。在豬玀灣事件結束後，卡斯特羅開始全面倒向蘇聯，而蘇聯剛好需要一個"不沉"的導彈發射基地，雙方很快便在部署中程導彈的問題上達成了一致。
雖然跨越半個地球到古巴部署導彈存在很大的風險，但是赫魯曉夫為了能夠在冷戰中拿到主動權，仍然決定冒著巨大的風險向古巴運送導彈。在確定向古巴運送導彈後，蘇聯將數十枚導彈拆分成為多個部分，然後通過偽裝過的商船運輸。這些導彈都攜帶著一枚威力達到數十萬噸當量的核彈頭，一枚導彈就足以摧毀美國的一座中大型城市。除了將導彈運到古巴之外，蘇聯還向古巴運送了3000多名技術人員，來幫助古巴完成導彈基地的建設。
由於蘇聯的這些動作都是在絕密情況下進行的，一直到了蘇聯將導彈和技術人員全都運到古巴，美國都沒有發現蘇聯的小動作。赫魯曉夫一度得意的認為蘇聯能夠一直瞞天過海，將在古巴部署的數十枚導彈當做對美國的秘密殺手鐧。然而天下沒有密不透風的牆，1962年蘇聯的導彈基地還沒有部署完成，美國的偵察機就已經發現了蘇聯的導彈基地。
蘇聯在古巴部署導彈的消息引起了美國的一片譁然，美軍中的鷹派紛紛叫囂對蘇聯開戰，一些戰爭狂熱分子還建議美國和蘇聯進行核戰爭，直接將蘇聯從地圖上抹去。蘇聯最初沒有意識到問題的嚴重性，在美國提供出古巴導彈基地的照片後，蘇聯仍然不肯承認在古巴部署導彈。為了避免古巴的導彈威脅到美國本土安全，美國軍方提出了先發制人的計劃，由於美蘇雙方都擁有大量的核武器，美國一旦先發制人，大規模的核戰爭肯定無法避免。
古巴導彈危機時期，美國在核武器和導彈方面佔據絕對的優勢，美國的核武器是蘇聯的3倍以上，遠程導彈是蘇聯的6倍左右，遠程轟炸機是蘇聯的3倍左右。由於蘇聯缺乏足夠的洲際導彈，美蘇之間一旦爆發核戰爭，蘇聯能夠對美國的造成的傷害十分有限，而美國可以通過歐洲地區的中程導彈打擊蘇聯，再加上美國在洲際導彈和遠程轟炸機上的優勢，美國的核打擊能力至少是同時期蘇聯的10倍以上。
美國敢於在古巴導彈問題上態度強硬，也是因為美國的硬實力強於蘇聯，蘇聯十分明白自身的實力缺陷，在美國做出不惜一戰的表態後，蘇聯最終放棄了在古巴部署導彈的打算。古巴導彈危機爆發的第13天，赫魯曉夫表示願意撤走導彈，但是要求美國不許進攻古巴。美國接受了蘇聯的建議，蘇聯也按照約定撤走了導彈。由於蘇聯在古巴導彈危機中丟了面子，古巴導彈危機結束後，蘇聯開始大規模發展核武器，到了冷戰後期美蘇之間的核打擊能力已經不相上下。
