Après la diffusion du code source du moteur du jeu par Ken Silverman en juin 2000, 3D Realms a décidé de placer le code source de Duke Nukem 3D sous la licence libre GNU GPL le 1er avril 2003, tout en gardant les droits des données graphiques et sonores.
La communauté de fans a également sorti un High Resolution Pack (HRP), tenu régulièrement à jour, qui permet de jouer à Duke Nukem 3D avec des textures en haute résolution et de remplacer les sprites par de la vraie 3D.
Quelques mois après sa sortie initiale, en novembre 1996, le jeu sort sous une édition incluant le Plutonium Pak, Duke Nukem 3D : Atomic Edition. Seule extension développée par 3D Realms, le Plutonium Pak est une extension qui vient ajouter un nouvel épisode aux trois épisodes initiaux soit 11 niveaux supplémentaires. Quelques éléments ont été ajoutés au gameplay pour enrichir le mode multijoueur comme de nouveaux ennemis et l'apparition d'une nouvelle arme : l'expanseur (expander), alternative du rétrécisseur, qui augmente la taille de l'adversaire jusqu'à le faire éclater. Le langage de script du jeu a subi également de nombreuses améliorations, permettant à la communauté de moddeurs de créer de nouveaux ennemis et objets sans supprimer ceux qui existent déjà. Des bots peuvent désormais être émulés dans les parties multijoueurs.
Quatre extensions officielles ont ensuite été développées par d'autres studios que 3D Realms.
En 1996, WizardWorks Software commercialise Duke!ZONE, un pack de 500 nouveaux niveaux conçus par la communauté de fans. Il est suivi par Duke!ZONE II qui contient trois épisodes développés par WizardWorks.
En 1997, deux autres extensions développés par Sunstorm Interactive, sortent : Duke: Été Meurtrier et Duke it out in D.C.. Dans Duke : Été Meurtrier (Duke Caribbean: Life's a Beach), Duke se repose sur une île tropicale lorsqu'il découvre que les aliens y prennent leurs propres vacances. L'extension a donc pour thème la plage, les hôtels de vacances et le soleil. Certains niveaux sont de Charlie Wiederhold, plus tard recruté par 3D Realms pour travailler sur Duke Nukem Forever. Dans Duke it out in D.C., Bill Clinton, le président des États-Unis de l'époque, est capturé par les extraterrestres et Duke part à son secours. Plusieurs niveaux de cette extension se basent sur des lieux réels de Washington D.C., comme la Maison blanche, les quartiers du FBI, le Washington Monument, ou le Smithsonian Institution. Sunstorm a également développé Duke Xtreme qui contient un pack de 50 niveaux et divers utilitaires.
L'année suivante, Simply Silly Software développe Duke: Hiver Nucléaire (Duke: Nuclear Winter). Dans cet épisode, le Père Noël est sous le contrôle mental des aliens. La plupart des niveaux se déroulent donc près du pôle Nord.
Le 15 novembre 1996, les artistes Tobias Bernstrup et Palle Torsson inaugurent leur premier « Museum Meltdown project » au musée d'art moderne Arken, au Danemark. Le Museum Meltdown consiste en une reproduction du musée Arken réalisée avec le Build editor de Duke Nukem 3D. Dans Museum Meltdown, le joueur doit éliminer les aliens dans le musée pour survivre mais également les œuvres d'art présentes autour d'eux. Le but étant d'examiner la capacité du joueur à s’adapter à l’éthique de la culture des jeux vidéo.
En 1999, une équipe de moddeurs, la Team TNT, sort WWII GI, un mod exploitant le code source de Duke Nukem 3D. Le programmeur de ce mod, Matthew Saettler, avait grandement amélioré le langage de script utilisé par les moddeurs pour changer l'aspect original du jeu. Saettler décide de pousser encoure plus loin son amélioration du language de script sur WWII GI et de le rendre ensuite disponible pour Duke Nukem 3D, avec la permission de 3D Realms. Le 28 juillet 2000, le travail final de Saettler, intitulé EDuke (Enhanced Duke Nukem 3D), sort en tant que patch de l’Atomic Edition avec une démo montrant différents effets réalisables avec Eduke (échelle, eau translucide, téléporteur personnel…).
Un instant, 3D Realms avait également envisagé un mod pour Half-Life 2, Duke Nukem 3D Source, qui aurait été une refonte du jeu basé sur le moteur graphique Source, mais le projet fut annulé en 2005.
En 2003, Duke Nukem 3D a été porté sur Amiga, Mac, et MorphOS par une équipe de fans.