Reaktorn i Yongbyon har varit källan till plutonium för Nordkoreas kärnvapenprogram.
Vita huset sade att Nordkorea "i stället bör fokusera på att uppfylla sina internationella skyldigheter".
Reaktorn stängdes 2007 som en del av ett avtal om nedrustning.
Men Pyongyang lovade att starta om den 2013, efter sitt tredje kärnvapenprov och under höga regionala spänningar.
Vita husets talesman Josh Earnest sade att det internationella samfundet inte skulle acceptera Nordkorea som en kärnvapenstat.
"Vi kommer att arbeta med våra partner i samband med sexpartssamtalen för att försöka återbörda Nordkorea till en hållning att uppfylla de åtaganden som de har gjort", sade han.
"Vi kommer att upprepa vår uppmaning att Nordkorea ska avstå från de oansvariga provokationer som förvärrar regionala spänningar och istället fokusera på att uppfylla sina internationella åtaganden och åtaganden."
Sexnationsförhandlingar med Sydkorea, USA, Kina, Japan och Ryssland som syftar till att avsluta Nords kärnenergiprogram har stoppats sedan 2009.
Experter tror att Yongbyonreaktorn, när den är helt i drift, kan göra en atombomb till ett värde av plutonium per år.
En amerikansk tankesmedja sade i år att satellitbilder föreslog arbete hade börjat på Yongbyon komplexet.
Men tisdagens tillkännagivande var den första officiella bekräftelsen från Nordkorea att den hade startat om verksamheten där.
Den statliga nyhetsbyrån KCNA sa att Nordkorea förbättrade sina kärnvapen "i kvalitet och kvantitet".
Det sades att norr var redo att möta USA:s fientlighet med kärnvapen när som helst.
Experter säger dock att Nordkoreas kärnvapenkapacitet är oklar.
Pyongyang hävdar att den har gjort en apparat tillräckligt liten för att passa en kärnvapenstridsspets på en missil, som den kan skjuta mot sina fiender. Men amerikanska tjänstemän har uttryckt tvivel på påståendet.
Nordkorea har tidigare hotat sina grannar och USA i krig, ofta för att sammanfalla med årliga gemensamma militära övningar som hålls av Sydkorea och USA:s styrkor.
De två koreanerna befinner sig tekniskt sett i krig, eftersom kriget 1950-1953 slutade i ett vapenstillestånd, inte ett fredsavtal.
USA har varnat Nordkorea för att avhålla sig från "oansvarig provokation" efter att kommuniststaten sade att dess huvudsakliga kärnkraftsanläggning hade återupptagit normala operationer.