Il plutonio si forma naturalmente nel cuore di una stella che subisce la supernova, insieme a praticamente tutti gli elementi pesanti dell'universo. Non si trova sulla Terra a causa della sua instabilità. L'isotopo più stabile del plutonio naturale ha un'emivita di soli 82.000.000 di anni e si esaurisce molto prima che possa essere assorbito nella formazione planetaria. Tuttavia, gli umani sono stati in grado di creare artificialmente plutonio.
Il primo campione di plutonio umano mai prodotto fu fabbricato all'Università della California nel 1941. I ricercatori dell'università bombardarono un campione di uranio-238 con nuclei di elio fino a formare il nettunio-238. Questo isotopo ha una breve emivita. Nel giro di pochi giorni, il campione era decaduto in plutonio-238.
Dopo la seconda guerra mondiale, gli Stati Uniti estrassero il plutonio dalle barre di combustibile di uranio esaurito su scala industriale. Il plutonio 239 è particolarmente utile per le armi e la produzione di energia civile. Questo lavoro è durato per decenni fino agli anni '70, quando il presidente Ford emise un ordine esecutivo per sospendere la produzione di plutonio nelle strutture civili per timore della proliferazione nucleare. Diverse nazioni, come Francia, Giappone e Russia, hanno ingenti investimenti nel ritrattamento su larga scala e hanno continuato a produrre plutonio dall'uranio esaurito. Il plutonio può essere usato per produrre armi nucleari e generare energia nucleare.
