各國拒絕簽署《禁止核武條約》，最主要的原因，就是它們不是擁有核子武器的國家，就是在有有核子武器的美、俄的「核保護傘」下，其中，像「北大西洋公約組織」，或者俄國主導的「集體安全組織」，是最典型在核保護傘下的國家，另外，就是美國在印太地區的盟友。
首先是五個在《核不擴散條約》下可以擁有核武的國家，它們也是聯合國的五個常任理事國，在協議通過時，五國發表聯合聲明，強調信守《核不擴散條約》，漸進裁減核武，而且已有成果，並認為《禁止核武條約》與《核不擴散條約》矛盾、造成阻礙：
美國、俄國、中國、英國、法國。
北約對其成員施壓，希望它們不要簽署，所有北約成員皆未簽署，除英美法外尚有28國：
德國、比利時、加拿大、丹麥、愛沙尼亞、希臘、義大利、拉脫維亞、立陶宛、盧森堡、荷蘭、挪威、葡萄牙、羅馬尼亞、斯洛伐克、斯洛維尼亞、西班牙、土耳其、冰島、捷克、匈牙利、波蘭、保加利亞、阿爾巴尼亞、克羅埃西亞、蒙特內哥羅、北馬其頓、芬蘭註釋。
北馬其頓與芬蘭是在2018年10月，《禁止核武條約》通過後才加入北約，不過它們在條約通過時，就未加入。
可能加入北約的國家：
瑞典、瑞士、烏克蘭。
北約獨立合作夥伴計畫的成員國：
喬治亞、 亞塞拜然、 亞美尼亞、摩爾多瓦、 波士尼亞與赫塞哥維納、塞爾維亞（但計畫成員哈薩克斯坦有簽署）。
美國的亞太盟友：
澳洲、日本、韓國、新加坡。
俄羅斯主導的集體安全組織成員：
亞美尼亞、白俄羅斯、吉爾吉斯、塔吉克斯坦（但前蘇聯時期曾佈署核武的哈薩克斯坦有簽署）。
拒簽或退出《核不擴散協議》的有核武四國
印度、巴基斯坦、以色列、北韓。
其他：
歐洲：安道爾、波士尼亞與赫塞哥維納、喬治亞、摩納哥、塞爾維亞。
中南美洲：巴貝多、多米尼克。
非洲：幾內亞、喀麥隆、馬利、尼日、盧安達、索馬利亞、南蘇丹、史瓦帝尼、贊比亞。
亞洲：馬爾地夫、敘利亞、土庫曼斯坦、烏茲別克斯坦。
大洋洲：密克羅尼西亞、諾魯。