第一个在人口稠密地区建立无核区的地区性条约：《拉丁美洲禁止核武器条约》（1967年）
1959年1月1日，菲德尔·卡斯特罗率起义军推翻了巴蒂斯塔政权，在古巴建立起革命政府。同年5月起，美国古巴的关系开始恶化。
古、美的交恶对苏联来说，不啻为天赐良机，苏联立即作出反应。1960年5月，苏古互派大使，恢复了1952年巴蒂斯塔统治期间断绝的外交关系。之后，古巴高级官员出访苏联、波兰、捷克斯洛伐克、民主德国和罗马尼亚，并积极与其他社会主义国家发展关系。在美国的眼中，古巴的外交活动是一种示威性的表示。于是，它开始从经济上对古巴施加压力，并引起后者的激烈抗议。与此同时，一些社会主义国家纷纷对古巴进行舆论支持。
面对古巴的强硬态度，美国也使出了强硬手段。1961年4月，美国雇佣军在古巴拉斯维利亚省南部科奇诺斯湾（猪湾）的吉隆滩、长滩等地登陆，并空投伞兵。但在古巴人民的支持下，古军很快击溃雇佣军，美国妄图颠覆古巴革命政权的计划再次失败。吉隆滩入侵后，苏联加强了对古巴的军事援助。随着两国关系的发展，苏联决定在古巴秘密部署核导弹。经过协议后，从1962年7月下旬起，苏联中程导弹开始运抵古巴，此外还运去了能够运载核弹的伊柳辛-28轰炸机。
1962年10月15日傍晚，美国专家在判读前一天在古巴上空拍摄的航空照片时，发现了发射台和导弹。次日，总统肯尼迪召集国务卿、国防部长、参谋长联席会议主席、财政部长等政府和军界要员召开紧急会议。最后，肯尼迪采纳了国防部长麦克那马拉的建议，对古巴进行军事封锁，迫使苏联撤走部署在古巴的进攻性武器。而一旦封锁不起作用，美国将保留选择军事行动的自由。1962年10月22日晚，肯尼迪发表电视演说，宣布美国发现苏联正在古巴秘密建造导弹发射台，导弹射程北至加拿大，南至秘鲁，构成了对美国和整个西半球的威胁。为此，美国决定采取以下措施：对任何驶往古巴的载有进攻性军事装备的船只，美国都将迫使其驶回；宣布从古巴向任一西半球国家发射核导弹，都被认为是苏联对美国的攻击，美国将对苏联作出全面报复性的回击；呼吁苏联领导人赫鲁晓夫和美国政府共同努力，结束军备竞赛；出动大批军舰封锁古巴，同时世界各地的美军将处于戒备状态；在佛罗里达和邻近各州，大规模登陆部队集结待命。
就在肯尼迪作上述讲话的第二天，苏联政府声明，称苏联对古巴的援助只是用于增强古巴防御能力的目的，并谴责美国对古巴的封锁。与此同时，22艘苏联舰船正行驶于前往古巴的途中。眼看一场触发大战的冲突即将发生，就在此时，苏联作出让步。10月25日，半数苏联船只掉头回驶，其余则等待命令。10月26日，赫鲁晓夫致信肯尼迪，宣布同意在联合国观察和监督下将美国称为进攻性的武器撤出古巴。10月28日，赫鲁晓夫再次给肯尼迪写信，宣布苏联政府已下令在古巴停止所谓进攻性军事设施的施工，拆除这些项目并把它们运回苏联。苏联的退却使美苏达成妥协成为可能，一场迫在眉睫的武装冲突就此消弭，古巴导弹危机在有惊无险中结束。
导弹危机给拉美国家造成极大的震动。为了避免大规模军事冲突可能会给自身带来核战争的灾难，在第17届联合国大会上，巴西代表率先提出建立拉丁美洲无核区的建议。随后，墨西哥也发出同样倡议，并得到智利等10余个拉美国家的赞成。1963年4月29日，墨西哥、巴西、厄瓜多尔等5国总统发表声明，建议拉美国家缔结一项建立无核区的条约。同年11月，6个拉丁美洲国家在第18届联合国大会上联合提出了建立拉美无核区的提案，获得通过。次年11月，拉美国家在墨西哥城举行了关于草拟无核区条约草案的首次筹备会议。
经过反复磋商，1967年2月14日，21个拉丁美洲国家在墨西哥城的特拉特洛尔科区签署了《拉丁美洲禁止核武器条约》（亦称《特拉特洛尔科条约》），要求各缔约国不得在各自的领土内试验、使用、制造、生产或取得任何核武器，并禁止接受、储存、安装、部署或以任何形式拥有任何核武器，但不包括为和平目的使用核物质及核装置。条约有两个附加议定书。第1号附加议定书号召拉美无核区以外对该地区领土负有国际责任的国家承认条约规定，第2号附加议定书要求拥有核武器的国家尊重拉美国家的选择，不向缔约国使用或威胁使用核武器。1969年9月，拉丁美洲和加勒比禁止核武器组织在墨西哥的特拉特洛尔科区成立，负责监督条约的执行。该条约是在一个人口稠密地区建立无核区的第一个地区性条约，到1983年底，除古巴外，已有26个国家签署了拉丁美洲禁止核武器条约。
古巴之所以没有缔结条约，还是出于与美国抗衡的目的。在古巴导弹危机期间，古巴和苏联因态度不同而产生了严重的分歧，古巴对苏前后不一的做法十分不满，并逐渐从依靠苏联对抗美国转到凭借自身的力量上来。为此，当1964年11月拉美国家举行关于草拟条约的会议时，古巴没有参加。在其外长的声明中可以看出古巴的立场。他说：“只要西半球唯一的核大国放弃核武器，撤除它在巴拿马、波多黎各和古巴领土关塔那摩的海军基地，古巴就将对拟议中的条约持积极态度。但古巴不对可能限制其防御能力的规定承担任何义务。”