정부는 2005년 4월부터 북한 핵실험 관련 가능성에 대한 정보를 입수한 뒤 이를 예의주시하고 미국 측과 협의채널을 가동해 왔다. 청와대 안보실은 지난해 4월27일 한미 NSC간 협의에서 이 문제를 논의하기로 합의한 뒤 5월21일 함북 길주 풍계리를 비롯한 핵실험 의심 지역 6곳에 대한 정보와 핵실험 소요장비 및 물자도입 실태를 다룬 '북한 핵실험 관련 기초사항 및 동향평가' 보고서를 작성했다.

작년 6월 한미NSC 실무협의 가져왔으며, 안보실 관계자들은 지난해 6월1일 미국을 방문, 이 보고서를 토대로 핵실험 대비 한미 NSC간 실무협의를 했다. 당시 한미 관계자들은 북한이 기술적으로는 핵실험 능력을 보유하고 있지만 이는 정치적·전략적 중대결정을 요구하는 것이기 때문에 현실화될 가능성은 높지 않다는데 의견을 같이 했으며, 이 자리에서 미 관계자는 핵실험 시 우리 측의 실험사실 인지능력을 문의했고 우리 관계자는 지진계를 활용해 단시간 확인이 가능하지만 정확성을 위해선 중국, 일본의 관련기관과 협력이 필요하다고 말했다.

양측은 또 핵실험에 대비한 3단계(부처간 정보공유 - 안보보좌관 핫라인 가동 - 정상간 전화 협의) 협력 사항에 합의했고 핵실험 강행시 △한반도 비핵화 원칙 재확인 △핵실험 유감 표명 및 국제사회 공동조치 △안정을 위한 역내 지도자의 노력 결의 등 입장 발표내용을 조율했다. 북핵 실험 당일인 10월9일 한미정상간 신속한 통화와 입장발표가 가능했던 것은 이런 대비에 따른 것으로, 미측은 △북한의 핵 포기 촉구 △조건없는 6자회담 복귀 촉구 △WMD에 대한 사찰·수출통제를 강화하는 것을 골자로 하는 안보리 결의안에 대한 초보적 의견도 제시했다. 미측은 다만 전면적인 대북제재는 아니며 어디까지나 외교적 수단만을 상정하고 있다는 입장도 밝혔다.
 

청와대 안보실은 지난해 7월 국정원과 함께 북한 핵실험이 우리 환경에 미칠 영향에 대해 민간전문가와 함께 점검하기도 했다.

노무현 대통령은 올해 들어 3월31일 '북한의 상황악화 행동시 대응방안'을 준비할 것을 안보실에 지시했다. 이는 북한이 남북회담에 응하지 않는 등 이상 징후를 보이고 있다는 분석에 따른 것이었다. 안보실은 5월 북핵 관련 우발사태의 유형을 △핵무기 공개 △핵 실험 △핵물질 유출 △미사일 시험발사 △대남 국지도발 등으로 분류하고 각각에 대한 대응지침을 대통령에게 보고했고, 정부는 올해 7월5일 북한의 미사일 발사 이후 더 집중적으로 북핵 실험 가능성을 관리했다. 한미정상회담에서 논의된 바 있는 '포괄적 접근방안'을 추진하는 것과 동시에 핵 실험 가능성에 대해 관련부처와 함께 대응방안을 마련해 8월31일 대통령 주재 안보정책조정회의를 열었다. 이 자리에서 북한 핵 실험 사태가 안보와 경제에 미칠 여러 가지 영향과 대책을 정리한 보고서 '북한의 핵실험 가능성과 대책'이 대통령에게 보고됐다.

청와대 안보실을 중심으로 외교통상부, 국방부, 통일부, 국정원의 국장급 이상 담당자로 구성된 북핵통합TF회의가 주말도 없이 상황을 체크하고 대책을 숙의했으며, 9월15일 한미정상회담에서도 북한 핵실험 가능성에 대해 한미 정상간 의견교환이 이뤄졌다.

정부는 3일 북한 외무성의 핵실험 계획 발표 직후 경보체계 강화조치를 취하고, 관련국들과 협의에 들어갔다. 정부는 이날 오후 6시 40분 청와대 안보실장 주재로 열린 관계부처 고위급 대책회의에서 이미 준비한 '북한 핵실험시 대처방안'에 따라 현재 상황을 검토하고 정부의 대응방향을 점검했고, 4일 아침 7시엔 장관급 안보정책조정회의가 열렸으며, 정부는 8일에서 10일 사이에 핵실험이 실시될 가능성이 높다고 판단했고 미국 역시 우리와 마찬가지였다.

7일엔 청와대와 부처의 비상연락망을 가동해 모의 훈련을 실시하기도 했다. 6일에서 8일간 관계장관들과의 전화연락을 통해 지속적인 상황점검이 이뤄졌다. 대통령도 추석연휴 지방방문 일정을 조정하고 매일 안보실장의 보고를 받았으며, 10일 아침 10시40분 안보실장은 북한의 핵실험 강행 사실을 대통령에게 보고했고 7분 뒤인 10시47분 '지진파 탐지 전파 시스템'으로 북한의 핵실험 실시 사실이 청와대와 정부부처의 안보관계기관 국장급 이상 간부들에게 휴대전화로 전송됐다. 정부는 중국으로부터 '오전 11시 핵실험 실시' 정보를 받았지만 독자적인 지진파 탐지 시스템으로 10시35분 핵 실험 지진파를 탐지하고 분석과정을 거쳐 10분 뒤 관련 사실을 전파했다.

중국으로부터 '11시 핵실험 실시' 정보를 통보받고 상황을 주시하던 미국 NSC와 일본 관방성 관계자들이 '10시35분 핵 실험' 사실을 최초로 전달받게 된 것도 청와대 안보실과 전화통화를 통해 전달받았으며, 청와대는 10시50분부터 곧바로 준비에 들어가 11시30분 긴급 안보관계장관회의, 12시 국가안전보장회의를 열고 대책을 논의했고, 정부는 오후 2시15분 북핵 실험 사태에 대한 정부 성명을 발표했다.

정부는 그동안 국민의 걱정을 덜고 경제에 미치는 악영향을 차단하기 위해 외부적으로는 평온한 기조를 유지했지만 내부적으로는 북핵 실험 사태에 대한 만반의 준비를 해왔던 것이다.