Mordplanerna på Bolton, som varit nära rådgivare till dåvarande presidenten Donald Trump, skulle vara en hämnd för att den iranske generalen Qassem Soleimani dödades i en amerikansk drönarattack 2020.
Justitiedepartementet pekar ut en 45-årig man, som ska ha erbjudit 300 000 dollar – motsvarande omkring 3 miljoner kronor – till den som dödade Bolton.
Iran kallar anklagelserna för "påhitt", och det iranska utrikesdepartementets talesperson Nasser Kanani säger på torsdagen att "anklagelserna inte åtföljs av giltiga bevis".
Men USA:s nationelle säkerhetsrådgivare Jake Sullivan skärpte hoten mot Teheran:
– Iran väntar allvarliga konsekvenser om Iran attackerar någon av våra medborgare, inklusive dem som verkar eller har verkat för USA:s regering.
Den misstänkte gärningsmannen ska enligt USA ha verkat i Iran, men kontaktat personer i USA. En av dessa samarbetade med amerikanska myndigheter, och överlämnade information om uppdraget.
Enligt medieuppgifter i USA ska även uppdrag om att mörda ytterligare en amerikansk medborgare ha förekommit, och att denne skulle vara USA:s tidigare utrikesminister Mike Pompeo.