از محسن فخری زاده که یک افسر ارشد سپاه پاسداران است و نامش در لیست تحریم‌های شورای امنیت سازمان ملل قرار دارد، به عنوان «مهره‌ای کليدی» و «مدیر ارشد» برنامه‌های هسته‌ای ایران نام برده می‌شد که از سال ۱۳۸۰ تاکنون در این زمینه نقش مهمی بر عهده داشت.
نخستین بار سال ۱۳۸۳ در یکی از قطعنامه‌های سازمان ملل درباره برنامه هسته‌ای ایران نام او به عنوان فردی مطرح شد که «در فعاليت‌های هسته ای يا موشک‌های باليستيک دست داشته است». رسانه‌های داخلی از او به عنوان «دانشمند شاغل در وزارت دفاع و مدير پيشين مرکز تحقيقات فيزيک» یا «استاد دانشگاه» نام برده‌اند. سال ۱۳۹۰ نیز آژانس بین‌المللی انرژی اتمی در گزارشی نوشت که محسن فخری‌زاده مقام اجرايی برنامه موسوم به «آماد» در ايران است که در حيطه مواد منفجره و فنون تجهيز موشک برای سوار کردن کلاهک های جنگی فعال بوده است. بر اساس این گزارش، کليه اين فعاليت‌ها به شکلی تقريبا ناگهانی در اواخر سال ۸۳ به حالت تعليق در آمد و فخری‌زاده نیز از نظرها پنهان شد. با این حال شهریور سال ۹۱، روزنامه وال‌استریت‌جورنال به نقل از مقامات آمریکا ، اسرائیل و سازمان ملل گزارش داد که محسن فخری‌زاده پس از چند سال غیبت بطور فعال به عرصه فعالیت‌های هسته‌ای بازگشته است. به نوشته وال استریت جورنال، آژانس بین المللی انرژی اتمی در آن زمان بر این باور بود که فخری زاده مرکز تحقیقاتی جدیدی در یکی از محله‌های شمالی تهران باز کرده و این مرکز به تحقیقاتی در باره تولید سلاح‌های هسته ای مشغول است. بر اساس این گزارش، این مرکز تحقیقاتی که شامل شش بخش بود، «سازمان تحقیقات و نو آوری امور دفاعی» نام داشت و در لویزان در نزدیکی مراکز نظامی تهران تاسیس شده بود. وال استریت جورنال همچنین باا شاره به ناکامی چند باره بازرسان آژانس برای گفتگو با فخری زاده از قول اولی هاینونن یکی از بازرسان سابق آژانس نوشت که در سال ۲۰۰۸ در سفری به تهران او چند بار خواستار دیدار با محسن فخری‌زاده شد ولی هربار با بی اعتنایی مقامات ایرانی روبرو شد. در سال‌های گذشته گزارش‌های متعددی درباره تلاش دولت اسرائیل برای ترور محسن فخری‌زاده منتشر شده است.