早在50年代中期`,黨中央和毛主席就作出了要研製原子彈的決定。當時總的方針是以自力更生為主,爭取外援為輔。原子彈和氫彈是由二機部負責,導彈是國防部五院即後來的七機部負責。中科院主要承擔原子彈和氫彈研製中一系列關鍵性的科學和技術任務,包括材料,元件,儀器,設備等。至於人造衛星,由中科院負責整個系統的技術抓總,並負責研製衛星本體,七機部負責運載工具,科學院和四機部共同負責地面測控系統。當時,科學院為了落實「兩彈一星」的研製任務,成立了特別管理機構,名曰「新技術局」,局長是谷羽。
科學院將原子能所整個地移交給了二機部,並由著名物理學家錢三強牽頭,從全國各地調集了大批的精兵強將。如:鄧稼先,搞核反應堆的兩位姓楊的科學家,李四光的女兒李林,瀋陽金屬所的科學家張沛霖,光學所的龔祖同,並有大學調去的朱光亞,周光召等。錢三強在研製原子彈和氫彈的過程中,起了極其重要的作用,可謂功不可沒。1960年,原子能所成立了「中子物理領導小組」,由所長錢三強主持,組織黃祖洽,于敏等開始做基礎研究,為後來的氫彈研製做準備。中國從原子彈到氫彈的成功爆炸僅僅經歷了兩年零八個月,在全世界來講,也是時間最短的。這個功勞應該歸功於全體參戰人員,可以說是全國一盤棋,缺一不可。即有衝鋒陷陣的科學家們,也有架橋鋪路的數萬工人和士兵,即有精明強幹的領導者和組織者,也有眾多做輔助工作的科技工作者,而我們最不能忘記的是,有許許多多的無名英雄,他們在極其艱苦的工作環境中,貢獻出了自己的青春乃至生命。這是一條用鮮血鋪就的成功之路。