USA drar sig ur det så kallade INF-avtalet, om ömsesidig kärnvapennedrustning, som slöts mellan USA och dåvarande Sovjetunionen 1987.
Beskedet kom under lördagen när Trump, som befinner sig på en kampanjresa inför det amerikanska mellanårsvalet, befann sig i delstaten Nevada.
Det senaste avtalet skrevs 2011 och löper i sin nuvarande form ut 2021.
Så sent som under toppmötet mellan Trump och Vladimir Putin i juli i år sade Rysslands president att han var villig att förlänga avtalet.