为期两天的会议取得了不少突破，比如乌克兰、加拿大、墨西哥等国相继承诺消除境内剩余的所有高浓缩铀，美俄两个核大国签署了将武器级钚转化为民用核反应堆所需燃料的新协议。同时，峰会通过了《华盛顿核安全峰会工作计划》，确认了《制止核恐怖主义行为国际公约》、《核材料实物保护公约》作为多边框架下和平利用核能、应对核恐怖主义威胁的法律约束力。