2018年5月8日，美国总统特朗普宣布，美国将退出伊核协议，并将恢复对伊朗的制裁。[19]同时，伊朗总统鲁哈尼表示，将暂时留在伊核协议，继续履行伊核协议内容。[20]2018年11月，美国宣布对进口伊朗石油的国家进行制裁，但中国大陆、印度、日本、韩国、台湾、土耳其、意大利和希腊从伊朗进口石油得到豁免，但有效期至2019年5月2日截止[21]。对此伊朗大为不满，2019年5月8日，伊朗总统鲁哈尼宣布将停止履行伊核协议部分承诺，停止出售铀浓缩过程中产生的多余重水以及浓缩铀。但如果英国、法国、德国、俄罗斯和中国能在两个月内为伊朗找到一个出售石油和处理银行交易的机制，伊朗将恢复履行这些承诺[18]。
2019年5月21日，伊朗将丰度为3.67%的浓缩铀产量提升4倍，不过该举措依旧在伊朗核协议框架内[22]。
2021年1月4日，伊朗宣布已恢复提炼浓度为20%的浓缩铀[29]。
2021年4月10日，伊朗启动纳坦兹核设施内的164台IR-6型离心机，这标志着伊朗开始生产浓缩铀[30]。4月13日，伊朗宣布开始将浓缩铀丰度提高至60%[31]。