6月16日，美國總統歐巴馬（左）與韓國總統李明博在華盛頓白宮玫瑰園共同會見記者後離開。當日，歐巴馬在白宮會晤了到訪的韓國總統李明博。
韓國《朝鮮日報》指出，韓國國家研究所所長表示，朝鮮可能已經成功實現了核彈頭小型化，使其可以搭載在飛毛腿、蘆洞和大浦洞導彈上。此前，聯合國安理會15 個成員國一致通過第1874號決議，「用最強烈的措辭譴責朝鮮進行核試驗的行為」。朝鮮平壤15日則聚集了10萬多人，譴責聯合國安理會對北韓的制裁決議。
15日，美國國家情報總監丹尼斯．布萊爾發表聲明說：「美國的情報當局估計，朝鮮很可能是在2009年5月25日於豐溪裡附近進行了一次地下核爆。這次爆炸的當量約為數千噸。僅較2006年北韓首次核試的1000噸威力增加少許。俄羅斯國防部上月底估計該次核試的當量介乎1萬至2萬噸。
美國當地時間16日，韓國總統李明博和美國總統歐巴馬將就把韓美關係從軍事同盟提升為全面的戰略同盟達成協定。 美國總統歐巴馬16日也誓言將保護韓國，並大力向朝鮮施壓，以迫使平壤放棄發展核武器。美國也在美韓聯合聲明中，首次以書面形式明言給韓國提供「核保護傘」。
不過，歐巴馬也指出，金正日（Kim Jong Il）領導的朝鮮政權也可選擇另一條道路，「帶領朝鮮人民走向和平與經濟契機之道，包括充分融入國際社會」。
李明博亦表示，「我們已準備好強勢因應朝鮮威脅」，「我確信，面對更加穩固的韓美合作關係，朝鮮不敢挑起戰爭」。
「全面戰略同盟」比去年4月李明博和前美國總統布希在戴維營舉行的首腦會談上達成協定的「21世紀戰略同盟關係」更具體。兩國將在軍事、安保、政治、經濟、社會和文化等所有領域建立「雙贏（win-win）」關係。
日本政府6月16日則決定對朝鮮實行全面貿易出口禁令，作為對朝鮮上個月再次核試驗的強硬回應。
日本對朝鮮的出口產品主要以交通設備、機械、糧食和電子器材為主。在朝鮮第一次核試驗後，日本對朝鮮的出口額已經下降到去年的八百萬美元。這次日本單獨制裁朝鮮的強化措施包括全面停止同朝鮮之間的貿易往來，希望通過這次的新禁令顯示決不容忍朝鮮核計畫的強硬態度。
金正雲、金永春紛訪中共高層
16日，日本《朝日新聞》以頭版頭題報導，朝鮮接班人金正雲10日曾秘密訪中，並與胡錦濤會談。
報導說，胡錦濤在與金正雲會談時，要求朝鮮中止正在計畫中的第三次核試爆，並停止試射洲際彈道飛彈，金正雲則向朝鮮要求緊急能源及糧食援助。
金正雲隨後離開北京後前往廣東省深圳和廣州的高科技工廠視察，和2006年1月金正日訪中時參訪的路線相同。
當天晚間日本NHK報導則發表另一言論稱，訪問北京的是朝鮮國防部長金永春。NHK引述北京外交消息人士的談話報導，金永春是於13日搭機飛抵北京訪問，他可能針對朝鮮最近核試引起包括中國在內的很多國家不滿，向中共說明朝鮮立場，希望獲得北京理解。
今年2月才接任國防部長的金永春，也可能向中共說明朝鮮接班問題。金永春在訪問北京之後，還轉赴其他國家治病。
中共外交部發言人秦剛在16日的記者會中，並未否認朝鮮高層最近曾訪中，不過，他說，中國與北韓一直都有正常的人員交流，金永春是否訪中可以向軍方求證。
