尽管国际社会对北韩强烈施压和制裁，北韩仍在9月3日进行了第六次核试验，引爆一枚氢弹。这是北韩历来规模最大的一次核试验，将韩半岛的紧张局势再次推向高潮。韩国政府决定积极采取应对措施，对北韩进行强烈制裁，联合国安理会也在研讨超强硬的对北韩新制裁案。

韩国气象厅当天中午12时29分许探测到北韩咸镜北道吉州郡丰溪里一带发生里氏5.7级规模人工地震，初步判定这是北韩第六次核试验造成的地震。北韩朝鲜中央电视台当天下午3时30分报道，北韩当天中午12时成功试爆了可装载于洲际弹道导弹（ICBM）弹头部位的氢弹。北韩所说的当地时间12时是首尔时间12时30分。

自文在寅政府成立后，北韩共9次发射弹道导弹，现在又进行核试验。此次核试验是北韩第六次进行核试验，也是金正恩掌权后的第四次核试验。北韩在2006年10月首次进行核试验后，持续通过核试验增强其核爆能力。第一次核试验引发3.9级地震，爆炸当量为1000吨。2009年5月25日第二次核试验爆炸当量约为2000至4000吨。金正恩执政后，2013年2月12日第三次核试验引发4.9级地震，爆炸当量为6000至7000吨。接着2016年1月6日第四次核试验和第三次核试验的规模相同，但北韩主张首次试爆氢弹成功。时隔8个月，同年9月9日北韩第五次核试验引发5.04级地震，此次爆炸当量达到了1万吨。而此次北韩进行第六次核试验引发的震级为5.7级。韩国气象厅预计，北韩第六次核试验的爆炸威力是第四次核试验的11.8倍，是第五次核试验的5至6倍。

北韩第六次核试验后，韩美日等国家紧急召开国家安全保障会议，商讨应对之策。欧洲各国、部分原支持北韩的东欧国家以及中国和俄罗斯等维护北韩的国家也开始强烈谴责北韩。韩国政府对北韩发出强烈警告，并动用玄武-2A弹道导弹和空军空对地攻击导弹SLAM-ER等武器进行打击演练等展开了武力示威。联合国安理会正在以美国为主，拟定对北韩超强硬新制裁案，其主要内容包括全面中断对北韩提供原油和石油制品、禁止北韩外派劳工以及将金正恩列入制裁名单，韩美日也在说服反对中断向北韩提供原油的中国和俄罗斯，希望中俄支持对北韩新制裁。此外，韩国国内也有呼声认为，应在韩国再次部署战术核武器。