Открытый в 1940 г. нептуний был первым искусственно полученным трансурановым элементом. В 30-х годах велись интенсивные исследования искусственных радиоактивных веществ, в частности, продуктов бомбардировки нейтронами урана. Химический анализ этих продуктов приводил к выводу о существовании элементов тяжелее урана. В 1939 г. Мак-Миллан в продуктах облучения урана нейтронами открыл радиоактивный изотоп с периодом полураспада 2,3 суток. Затем изотоп исследовал Сегрэ, который установил, что его свойства подобны свойствам редкоземельных элементов. В мае 1940 г. Мак-Миллан и Абельсон изучили реакцию образования изотопа: уран - 238 путем захвата нейтрона превращается в уран - 239 (период полураспада 23 мин.), который в свою очередь превращается в нептуний-239. Название "нептуний" дано новому элементу потому, что он следует за ураном в соответствии с расположением планет в солнечной системе. В 1942 г. был открыт другой изотоп - нептуний-237 (Сиборг и Валь), распадающийся с аlfa-излучением (период полураспада 2,25 млн. лет). Символ Np предложен в 1948 г.