Ciężka woda była źródłem niepokoju podczas II wojny światowej. Alianci podejrzewali, że przy jej wykorzystaniu Niemcy prowadzili eksperymenty mające na celu zbudowanie bomby atomowej. Aby temu zapobiec, w 1942 roku Brytyjczycy wysłali jednostki specjalne w celu zniszczenia fabryki izotopu Vemork w Norwegii, w miejscowości Rjukan. Fabryka została poważnie uszkodzona na początku 1943 r. w wyniku akcji norweskich komandosów. Została szybko odbudowana, jednak amerykański nalot spowodował, że Niemcy podjęli decyzję o przeniesieniu zasobu ciężkiej wody do Niemiec. Nie udało się im jednak jej przetransportować – na początku 1944 r. bojownicy norweskiego ruchu oporu zatopili prom przewożący ewakuowane z fabryki zapasy ciężkiej wody.
Wpływ ciężkiej wody na żywe organizmy Różnice we właściwościach fizykochemicznych między wodą ciężką a zwykłą są istotne dla organizmów żywych. W biopolimerach, takich jak białka czy kwasy nukleinowe, deuterowanie (czyli wymiana izotopowa wodoru na deuter) powoduje nieznaczny spadek energii wiązań wodorowych. Zjawisko to nosi nazwę efektu Ubbelohdego.