O plutônio se forma naturalmente no coração de uma estrela em fase de supernova, junto com praticamente todos os elementos pesados do universo. Não é encontrado na Terra devido à sua instabilidade. O isótopo mais estável do plutônio de ocorrência natural tem meia-vida de apenas 82 milhões de anos e se esgota muito antes de ser absorvido pela formação planetária. No entanto, os humanos foram capazes de criar plutônio artificialmente.
A primeira amostra de plutônio humano já produzida foi feita na Universidade da Califórnia em 1941. Pesquisadores da universidade bombardearam uma amostra de urânio-238 com núcleos de hélio até formar o neptúnio-238. Este isótopo tem meia-vida curta. Em poucos dias, a amostra decaiu em plutônio-238.
Após a Segunda Guerra Mundial, os Estados Unidos extraíram plutônio de barras de combustível de urânio usado em escala industrial. Plutônio-239 é particularmente útil para armas e produção de energia civil. Esse trabalho durou décadas até a década de 1970, quando o presidente Ford emitiu uma ordem executiva para suspender a produção de plutônio em instalações civis por medo de proliferação nuclear. Vários países, como França, Japão e Rússia, têm investimentos substanciais no reprocessamento em grande escala e continuaram a produzir plutônio a partir do urânio usado. O plutônio pode ser usado para produzir armas nucleares e gerar energia nuclear.
