比基尼环礁在第二次世界大战以前称作埃斯索尔茨环礁，自1944年日本被驱离马绍尔群岛后，该群岛及环礁即归美国海军管理，比基尼也在其中。1947年，它们开始由联合国委托美国管理，为“美国太平洋岛屿托管地”的一个组成部分，1979年并入马绍尔群岛共和国。
1946年比基尼环礁成为一项大型军事科学试验的所在地，以检测原子弹对军舰所能造成的冲击。试验前先将岛上166名土生的密克罗尼西亚人迁移到朗格里克(Rongerik)岛，继而再迁移到比基尼东南方800公里(500哩)处的基利(Kili)岛。
1946年7月1日进行世界第一次和平时期的原子弹试验，一颗20千吨的原子弹自空中投掷而下，随即在一组舰队的上空中爆炸。该舰队由大约80艘废置的第二次世界大战的军舰组成，其中包括了战舰和航空母舰，全部无人驻守。
第二次试验于7月25日进行，是世界第一次水下原子弹引爆，它所激起的巨大的放射性水柱击沉了9艘船只。接着美国在1954-1958年间又进行了数次试验，其中有些是热核弹，当时比基尼与埃尼威托克环礁是美国原子能委员会的太平洋试验基地。1956年美国也在比基尼进行第一次氢弹试验。
接着美国在1954-1958年间又进行了数次试验，其中有些是热核弹，当时比基尼与埃尼威托克环礁是美国原子能委员会的太平洋试验基地。1956年美国也在比基尼进行第一次氢弹试验。这些试验给比基尼环礁带来严重的放射性污染。
1969年美国政府开始进行一项长期的土地开垦填筑计画，目的在使比基尼居民能够返回家园。
60年代後期陆续有些土生的岛民回来居住，但1978年确定了比基尼的放射性水平仍然很高，他们只得再度迁回基利岛。後来继续清理，直到1997年，比基尼岛才被宣布已符合居住安全。
