Selon un rapport de la Commission des Affaires étrangères de l'Assemblée nationale de juillet 2018, « le bilan du TNP apparait plutôt positif » au regard de la non-prolifération « depuis 1968, 4 États se sont dotés de l’arme nucléaire, dont 3 n’ont jamais été membres du TNP».
Parmi les pays signataires du TNP, plusieurs ont interrompu un programme de développement d'armes nucléaires, à un stade déjà très avancé pour certains, ou ont renoncé à sa possession :
Afrique du Sud, Argentine, Brésil, Espagne, Libye, Suède, Suisse
et 3 pays l'ont rendu après avoir eu accès à l'indépendance : Biélorussie, Kazakhstan, Ukraine.
Cependant, le TNP possède quelques points d'amélioration :
- Le manque de désarmement effectif : pas de progrès significatifs en matière de désarmement par certains états.
- Les inégalités : les Etats non dotés du nucléaire estiment que les puissances nucléaires ne font pas assez d'efforts pour se désarmer ce qui crée des inégalités dans ce système.
- Défis de la prolifération : des pays ont quitté le traité (Corée du Nord) ou ont utilisé des activités nucléaires pacifiques pour développer des armes (Iran), remettant en question l'efficacité du TNP.
- L'énergie nucléaire : certains états sont réticents à rejoindre le traité estimant que cela limite leurs droits en matière d'énergie nucléaire à des fins pacifiques.