航天九院从70年代中期开始研制为二代战略核武器配套的核弹头，80至90年代先后突破了初级小型化和次级小型化，随后又进行了一系列安全性和可靠性试验。其中初级设计采用了非球对称构形，有利于将核装置塞进RV狭窄的鼻锥部。
按照国务院新闻办的说法，我国的核武器是“独立自主研制”的。解决了核装置的小型化，还要解决再入飞行器的小型化问题，这包括了空气动力学、材料和控制等多方面的问题。航天一院14所、航天空气动力技术研究院和中国空气动力研究发展中心攻克了小型化再入飞行器的滚转共振问题，航天一院703所等研制了新型烧蚀防热材料(碳/酚醛复合材料等)，使我国小型化核弹头达到了国际先进水平。
潜射核导弹一般都采用多弹头，根据导弹的投掷重量和核弹头小型化水平不同，子弹头的数量也不同。作为参照，看一下美国人最先进的两种海基核弹头：三叉戟 II D-5: 8个Mk5/W88核弹头 或者三叉戟 I C-4: 12个Mk4/W76核弹头。
假设巨浪-2有0.6至1吨的投掷重量，除去MIRV的母舱和突防装置，弹头重量大约是一半(300-500kg)。九院前院长朱祖良曾说我们的核武器小型化水平达到了世界先进水平，也就是美俄的水平。此外，曾有报道我国的二代核弹头有大、小两种当量的。按保守估计，假设大的是几十万吨级(用于DF-31的单弹头)类似于W78(用于民兵III)；小的是十万吨级，类似于W76。那么JL-2起码能装载一枚几十万吨当量的大弹头或三枚十万吨当量的小弹头。如果我们的核武器小型化达到了W88的水平，JL-2装三枚W88那样的弹头也是可能的(不过最大射程可能会有所影响)。