Năm 1966 chứng kiến những thay đổi đáng kể trong chương trình hạt nhân của Ấn Độ. Thủ tướng Shastri qua đời vì một cơn đau tim và Indira Gandhi, con gái của cựu Thủ tướng Jawaharlal Nehru, lên thay thế vị trí của ông. Indira Gandhi là người ủng hộ mạnh mẽ vũ khí hạt nhân và là tác nhân gây nên cuộc tranh cãi quốc tế khi Ấn Độ từ chối ký Hiệp ước NPT năm 1968. 

Vào tháng 9/1972, Thủ tướng Gandhi chính thức phê duyệt một vụ thử hạt nhân sau khi đi thăm Trung tâm Nghiên cứu Nguyên tử Bhabha (BARC, Ấn Độ). Nhà vật lý học Raja Ramanna, người đứng đầu BARC, đã dẫn đầu một nhóm 75 nhà khoa học thực hiện vụ nổ hạt nhân bí mật tại bãi thử nghiệm Pokhran, cách thủ đô New Delhi khoảng 300km về phía tây nam. Vào ngày 18/5/1974, vụ nổ hạt nhân “Smiling Buddha” (Đức Phật mỉm cười) diễn ra thành công. Smiling Buddha được xem là một vụ nổ hạt nhân hòa bình nhưng sau đó chính Ramanna đã thừa nhận vụ thử hạt nhân Pokan là một quả bom nguyên tử. Canada đã rút lại sự ủng hộ với chương trình hạt nhân của Ấn Độ ngay sau đó. Hoa Kỳ cũng xem vụ thử nghiệm là vi phạm chương trình Nguyên tử vì hòa bình và đáp trả bằng các biện pháp trừng phạt chống lại Ấn Độ. Ngoại trưởng Henry Kissinger khẳng định “Vụ nổ hạt nhân ở Ấn Độ làm dấy lên một lần nữa bóng ma về một kỷ nguyên dồi dào vũ khí hạt nhân, trong đó bất kỳ cuộc xung đột nào cũng có nguy cơ bùng nổ thành một vụ tàn sát hạt nhân”. 

Sau khi thử quả bom đầu tiên vào năm 1974, Ấn Độ đã mất hơn hai thập kỷ để xây dựng kho vũ khí hạt nhân dưới áp lực thiếu nguyên liệu hạt nhân trong một thị trường quốc tế bất ngờ thay đổi thái độ thù địch. Từ năm 1989 đến 1998, chương trình hạt nhân của Ấn Độ là một bí mật được bảo vệ chặt chẽ. Trong giai đoạn hỗn loạn chính trị này, New Delhi chứng kiến sự xuất hiện của bảy vị thủ tướng khác nhau. Tất cả họ đều có hồ sơ hạt nhân bí mật trên bàn và không một lời nào bị tiết lộ cho báo chí.