20世纪60年代，柏林墙在赫鲁晓夫的支持下开始起造，冷战中东西方又一次的对峙与紧张开始产生。当时美军在秘密的各种实验核武器，法国蓝色跳鼠试爆任务也成功了，在那个紧绷的时代里，苏联一直都没有什么动静。这时候，美军更是明目张胆的在苏联周边部署核武器，这让当时的赫鲁晓夫非常生气，于是决定也要研究核弹，并且要研究威力最大的氢弹！于是这款炸弹就应运而生了。
在试爆之前，军方也做了充足的防护工作。为了避免试爆产生的高温造成人员或任务机的损伤，在两架执行任务的轰炸机上都涂装了含有特殊材质的白色无反光涂料。考虑到试爆人员的人身安全问题，沙皇炸弹还特别加装一副重达800kg的减速伞, 以延迟炸弹释放坠落后的时间与速度，也好让任务机与观测机能够安全地撤到距离爆点45km以外的范围。
苏联大伊万超级氢弹是一种具备三阶段性爆炸的氢弹武器，虽然说它的爆炸威力被削减为5000万吨，但是仍然相等于二战中所有使用的炸弹总量十倍。它的第一阶段的起爆以核裂变为准，然后压缩程序变成核聚变；大部分的氢弹都是利用第一阶段所产生的能量压缩成倍增的核聚变阶段，也就是从裂变引发聚变，聚变释放出的中子诱发出更剧烈的裂变；沙皇炸弹的威力在这一点上成功地表现出来。
这款氢弹是在莫斯科时间1961年10月30日早上11时32分试爆的，这款氢弹长度仅仅8m，直径2m，弹体总重量27吨。跟现在的洲际导弹比起来，显得非常的小，但是威力却是非常的恐怖。当时试验的时候，采用了一架Tu-95轰炸机进行运输投放，这款炸弹采用了气压传感器传感到设定高度时自动爆炸的原理，设计投放高度10500m，爆炸高度4200m。但是这款沙皇炸弹爆炸的时候，所产生的火球直径就达到了4600米。因此，超过了当时的引爆高度，这就造成了火球迅速的席卷地面，并且产生的热风迅速从地面扩张，在距离爆炸点170公里外，都能够造成3级的灼伤，就算在220公里外都能够灼伤眼睛。而最具有特征的蘑菇云高度超过了轰炸机的投放高度，达到了6万米，比珠穆朗玛峰的7倍还要高，产生的能量在地球上传送的震波，引起芮氏地震规模5~5.25级的地震，卷起的气流足足绕了地球三圈才停止下来，其威力可想而知。这一次的试爆，足足引起了亚欧大陆向南移动7毫米，是人类目前为止实验的威力最大的炸弹。
