新中国成立后，百废待兴。毛泽东、周恩来等领导人积极联络海外科学家，争取他们早日回国参加建设。同时台湾的蒋介石集团也在预谋采取各种手段阻止科学家顺利归国。12月18日，周恩来通过北京中央人民广播电台，代表党和人民政府邀请在世界各地的海外学子回国参加建设。著名空气动力学家、火箭专家钱学森以及其他科学家心里激起了很大反响，回国的心情更加迫切。1949年12月，毛泽东去苏联访问。钱学森受到了美国联邦调查局的调查，他决定辞去加州理工学院教职和喷气动力实验室主任职务。同时，他准备以探亲的名义回国。钱学森来到五角大楼，向海军部次长金贝尔告别。钱学森十分坚决，金贝尔竭力挽留未果。金贝尔极为不安，命令司法部，宁可枪毙钱学森也不让他离开美国。当钱学森从华盛顿回到洛杉矶，美国移民局的总稽查朱尔拦住了钱学森，把一纸命令摆在他面前，凡是在美国受过像火箭、原子能以及武器设计这一类教育的中国人都不准离开美国。1950年2月，《中苏友好同盟互助条约》在克里姆林宫签订。

公安部门成功侦破台湾潜伏在大陆的计兆祥电台，不久又将潜伏在东北地区的特务组织东北技术纵队也一网打尽，再一次挫败了台湾保密局局长毛人凤的暗杀行动。不久，毛泽东回国。1950年6月25日，朝鲜战争爆发。随着朝鲜战争的爆发，中美关系急剧恶化。成百上千在美国的中国学者和留学生也在积极行动，准备冲破阻力，回归祖国。正在印第安那州的普渡大学读书的邓稼先，如愿以偿拿到了博士学位，时年26岁，人称“娃娃博士”。钱学森准备回国时，遭到美国联邦调查局特工的搜查，钱学森800多公斤的书籍和笔记被扣。联邦调查局在钱学森被扣押的书籍和笔记本上大做文章，召开新闻发布会，宣布在“中国科学家钱学森的行李中搜到机密文件”。9月6日，移民局总稽查朱尔带着手下闯进了钱学森的家，向钱学森宣布了逮捕令。钱学森被押送到美军特米那岛关押起来，受到非人的折磨，身体遭到极大摧残，15天里体重下降了14公斤。联邦调查局官员对钱学森进行审讯，试图在他身上强加罪名，但由于钱学森的严厉驳斥而一无所获。赵忠尧、邓稼先等人乘坐的轮船到了日本横滨，驻扎在横滨的美国宪兵突然上船搜查，指控他们的学生罗时钧跟钱学森的案件有牵连，把二人和另外一个留学生带走。赵忠尧等人随后被关进美军在日本的监狱。郭沫若召集中科院科学家商议，联合多位科学家向美国政府发表了抗议书。赵忠尧等人被关押了一段时间后放出。朝鲜战局急转直下，美国把侵略的战火烧到了鸭绿江边，毛泽东决定出兵朝鲜，组成志愿军，由彭德怀担任司令员。毛岸英也报名参加志愿军。在加州理工学院院方和同事们的争取下，钱学森被保释出来。但美国政府还是不肯放过钱学森，一面发布驱逐令，一面又将他软禁，定期接受审讯。

志愿军跨过鸭绿江，抗美援朝的第一次战役结束，歼敌1.55万余人。把敌人从鸭绿江边赶到清川江以南，粉碎了麦克阿瑟妄图于11月23日“感恩节”以前吞并朝鲜、结束战争的计划。毛泽东喜不自胜。11月25日，美军轰炸志愿军司令部，毛岸英不幸牺牲。周恩来得知此消息后，不忍将此消息告知毛主席。一个多月后，周恩来把毛岸英牺牲的消息告诉毛泽东。就在这时，美国将原子弹运到停泊在朝鲜半岛的航空母舰上，进行了核模拟袭击。11月30日，杜鲁门在记者招待会上宣称，将采用包括原子弹在内的一切必要措施来应付目前的军事局势。美军在朝鲜战争上不断失利，美国总统杜鲁门叫嚣：美国已经在考虑同朝鲜战争相联系的使用原子弹问题！面对美国的威胁，毛泽东一笑置之。中科院近代物理所在钱三强的努力下，汇集了大批优秀人才，日后为原子弹、氢弹研制做出重要贡献的王淦昌、黄祖洽、于敏等都到物理所工作。赵忠尧回国后，也进入物理所，他将从美国带回的器材和零部件都交给物理所，主持建立了中国第一个核物理实验室。青春洋溢的邓稼先在老一辈物理学家的指导下，潜心钻研，勤奋努力，为填补原子能研究的空白做出了开创性的工作。1953年7月，《朝鲜停战协定》在板门店签订，朝鲜战争结束。志愿军回国。刘思齐得知毛岸英牺牲，悲痛万分。钱学森在被软禁的期间，开始了工程控制论的研究。《工程控制论》与《物理力学讲义》是钱学森在工程控制论和物理力学两个领域做出的开创性的研究成果。

1954年，中国开始原子能的研究。1954年10月，我国在广西发现了铀矿资源，毛泽东用手掂量着铀矿石，深沉地说：这是决定命运的！好好干吧。1955年1月15日，毛泽东主持中共中央书记处扩大会议，周恩来请钱三强、李四光到中南海给毛泽东和书记处的领导讲解原子能的有关知识，钱三强带了一块铀矿石当场演示。毛泽东鼓舞大家，表示现在时机成熟，并且有苏联的援助以及丰厚的资源，只要重点对待，即便只依靠我们自己也能创造奇迹。毛泽东还跟钱三强讨论了原子的构成，提出了物质无限可分的哲学观点。这次会议作出决定，建设原子能工业，发展战略武器。1月18日，张爱萍指挥解放军解放大陈岛在内的所有浙江沿海岛屿。美国会参议院紧急通过《美台共同防御条约》，提出例如“台湾海峡安全受到威胁”，他们有权使用原子弹。美国的核讹诈政策变成了“法律依据”。美国总统艾森豪威尔与刚从台湾访问归来的国务卿杜勒斯进行单独密谈，艾森豪威尔随即在电视讲话中宣称，核武器不仅是战略武器，也可以用于战术目的。言外之意，要对红色中国进行一场核战争。1月28日，毛泽东接见芬兰首任驻华大使，发表了题为《原子弹吓不倒中国人民》的谈话。亚非会议即将在万隆召开，周恩来总理决定亲自出席会议。蒋介石得知此情报，再次预谋暗杀周恩来总理。

周恩来决定租用印度克什米尔公主号飞机参加万隆会议，与此同时台湾保密局也展开了暗杀周恩来总理的行动。邓稼先回国后，与许鹿希结婚。

周恩来总理冲破种种阻挠，粉碎了蒋介石集团阴谋暗杀他的计划，不顾安危毅然参加了亚非会议，与会期间发表了重要讲话，赢得了各国与会代表的强烈欢迎，打开了新中国外交的新局面。钱学森度日如年，冥思苦想早日回国的办法。1955年6月的一天，钱学森和蒋英带着孩子外出，巧妙地摆脱了特务盯梢，迅速溜进一家咖啡馆。蒋英边喝咖啡边逗孩子玩，一边机警地留意着窗外，钱学森迅速在香烟纸上写了封给人大常委会副委员长陈叔通的求助信。特务跟踪而来，钱学森故意缠住特务，让蒋英把这封信贤寄给侨居在比利时的蒋英妹妹，然后再转寄到北京。很快，陈叔通收到了钱学森的求援信，陈叔通把信交到周恩来手里。中美大使级会谈在瑞士日内瓦召开，讨论和平解决朝鲜问题。美国关心的是朝鲜战争中被俘的美国人，要求中国遣返。中国方面则提出了让钱学森归国的问题，美国方面每次都矢口否认，说钱学森自己没有提出要回国。周恩来向毛泽东请示，决定用朝鲜战争中抓获的11名美国飞行员来交换钱学森。但我方释放了这11名飞行员，美国方面却仍然拒绝放回钱学森。8月1日，中美大使级会谈在日内瓦开始，王炳南大使向美方提出钱学森的问题，美国大使约翰逊矢口否认，说钱学森没有提出要回中国。王炳南拿出钱学森写在香烟纸上的信，并当场宣读，约翰逊无言以对，终于同意钱学森回国。8月5日，钱学森接到准许离开美国的通知，异常激动。临走前，钱学森带着蒋英和儿女去向恩师冯·卡门告别。钱学森将新出版的《工程控制论》和《物理力学讲义》送给他。

1955年9月17日，钱学森一家登上轮船。10月8日，钱学森一家到达香港，然后去北京。周恩来在中南海接见钱学森和蒋英，亲自把盏斟酒，为他们夫妻接风洗尘。钱学森的归来使新中国的领导人把导弹研制的计划提上了议事日程，一场惊天动地的巨大工程在积极酝酿和推进。周恩来安排钱学森先去东北考察，时任哈尔滨军事工程学院院长的陈赓大将听说钱学森到了东北，连夜乘专机赶去，组织全校师生热烈欢迎钱学森。钱学森激动异常。钱学森回到北京后，彭德怀请他谈话，希望先搞出短程导弹。叶剑英元帅请钱学森到家里作客，席间谈得兴奋，叶剑英拉起钱学森就去找周恩来。周恩来交给钱学森一个任务，让他把想法写成书面意见。1956年2月，钱学森起草了《建立我国国防航空工业的意见书》，呈给中央。毛泽东亲自在菊香书屋会见了钱学森，对他的意见书倍加赞赏。这一时期，钱三强和刘杰等人起草了《关于我国制定原子能事业计划的一些意见》，后又修订成《关于1956-1957年发展原子能事业计划大纲（草案）》。我国研制原子弹、导弹的大幕终于徐徐拉开。3月14日，军委扩大会，周恩来请钱学森给元帅、将军们讲发展导弹的技术和规划。会议决定成立航空工业委员会。4月，航空工业委员会成立，聂荣臻为主任，黄克诚、赵尔陆为副主任。同年春天，周恩来指导制订了《1956年至1967年科学技术发展远景规划纲要》。

聂荣臻元帅主动要求主管军工生产和部队装备工作，担任国防科委主任，兼任国家科委主任。从此，聂荣臻元帅与中国的两弹一星事业结下了不解之缘。卫士长李银桥把第二套人民币拿来给毛泽东看。1956年7月，郭永怀决定回国。1956年年底，国民党保密局局长毛人凤在台湾死去。新机构的成立，迫切需要人才，钱学森为此不断奔波，但他要的人才大多没有到位。钱学森说：“导弹、火箭的事还要不要搞了？要搞，就应该赶快着手调人，不能再拖了。”聂荣臻专门找周恩来汇报，周恩来爽快表示，需要哪些人，提出名字，他来批。在周恩来和聂荣臻的直接指导下，日后成为两弹一星元勋的屠守锷、黄纬禄、姚桐斌等人来到了五院。钱学森同孙继先陪同苏联专家盖杜柯夫将军赴大西北考查并选址导弹试验基地。同期，台湾蒋介石集团频繁出动侦察机骚扰大陆，我空军积极应敌。1956年10月8日，从事导弹研制的国防部第五研究院成立，钱学森任院长。不久，郭永怀回国。周恩来招待钱学森等人，钱学森向周恩来介绍从美国回来的郭永怀。几天后，郭永怀到力学所工作。

1956年11月16日，从事原子能的三机部成立，宋任穷任部长，刘杰、钱三强等任副部长。原子弹、导弹研制正式启动。

1957年3月，中央书记处批准在甘肃一地区建立导弹试验基地。这个地区是戈壁、沙漠地带，自然条件异常艰苦，工程部司令陈锡联带领数万人马开赴荒原，与基地司令孙继先共同负责工程建设。赫鲁晓夫访华。赫鲁晓夫提出在中国设立“长波电台”和联合舰队，这个海军舰队的指挥权由苏联控制，被毛泽东一口回绝。1958年8月，钱三强来找邓稼先，说国家要放个大炮仗，调你去做这个工作，怎么样？邓稼先明白是搞原子弹，既兴奋又紧张。邓稼先回家跟妻子许鹿希道别，许鹿希问他调到什么地方工作，邓稼先守口如瓶。他告诉妻子，以后家里的事不能管了，他的生命就献给未来的工作了，就是为它死了也值得！许鹿希被震撼了，但她没想到的是，邓稼先这一去，就是整整28年。就在此时，美国把导弹部队开进台湾，并在军事上大力武装蒋介石的台湾当局。蒋介石蓄意挑起事端，炮击福建沿海地区，并试图把美国拖入战争，为他的“反攻大陆”创造条件。8月23日下午，毛泽东下令炮击大、小金门等岛屿，给金门的蒋军阵地以沉重打击，切断了金、马海上运输线。

在毛泽东的运筹帷幄下，至10月25日，历时64天的金门炮战终于结束。台海危机得到了缓解。毛泽东为了祖国的统一大业，做出了暂不收复金门、马祖的决策。毛泽东决定自力更生自主研究原子能。邓稼先在清华、北大、北航等高校挑选了28名学生，组成研究队伍，成为原子弹、氢弹研制的中坚力量，他们日夜奋战在原子弹教学模型大厅。在钱学森的领导下，五院开始对苏制P-2导弹进行仿制。

李觉少将选址金银滩基地得到邓小平的批示，开始着手建设。基地取名代号221，核武器基地负责人选择张蕴钰担任。张蕴钰在敦煌进行考察，为了选址，他不惜与苏联专家翻脸，经分析张蕴钰决定重新选址，选择了新疆罗布泊，把基地取名为马兰基地。苏联专家说完成导弹试验基地建设要用十五年。然而，建设导弹试验基地的工程兵们像蚂蚁一样完成着工程浩大的壮举，仅用了两年零六个月就完成了导弹试验的所有设备。聂荣臻亲自到五院视察，解决了帐篷里没有取暖火炉的问题。毛泽东和周恩来接见了孙继先，了解了前方的情况。中央组建地空导弹部队，岳振华被任命为营长。

苏联方面暂缓向中国提交原子弹模型和技术资料，宋任穷和刘杰上山向聂荣臻汇报了这一情况。中央决定自己造出原子弹。1959年中苏分歧公开化，苏联派来的专家和援助项目撤走。钱学森的思想汇报得到了领导的赞扬，领导也决定批准他入党，钱学森感慨万千。蒋介石的侦察机不断骚扰大陆，但是北京还不具备打击高空飞行的能力。毛泽东下指示一定要搞好地对空导弹，打下高空侦察机。一九五九年十月七日，蒋介石侦察机又来骚扰北京，导弹二营成功击落侦察机，创造了世界上第一次用导弹击落飞机的先例。

1960年7月16日，苏联突然撤走在华专家，终止对华援助，毛泽东决定自力更生。中国召集相关方面的知名中国科学家，成立原子弹研究小组。郭永怀和王淦昌也参与到原子弹的研究当中。王淦昌看着房子没盖好着急帮忙做起了泥瓦匠的活，李局狠狠批评了他，让他专心搞研究，保重身体。钱学森由于单位里的琐事而分心，决定辞去五院院长职务，改任主管业务的副院长，得到周恩来的批准。

在钱学森的带领下，他们用土方法解决了一系列问题。邓稼先因为工作冷落了家人，妻子很不满。陈能宽提出了原子弹聚焦元件设计方案，不久，王淦昌也设计出了炸药透镜聚焦的新方案。经过试验，专家选择了陈能宽的原子弹聚焦原件设计方案。三年自然灾害到来，蒋介石又蠢蠢欲动，国家形势陷入危急时刻。自然灾害期间，全国食物紧张，邓稼先把妻子寄来的饼干都分给了同志们，大家受到感动。

周恩来等领导来看科技人员，帮助大家改善生活条件。钱学森为了工作两个多月没有回家，并保密自己的工作。蒋英找到聂荣臻，诉说自己的委屈。1960年我国第一颗导弹成功发射。毛泽东、周恩来听到消息都很高兴。钱学森回到家，蒋英从广播中听到导弹发射成功，理解了钱学森。实验结果证明陈能宽的一号坐标方案一开始就最得了成果，证明这条路是可以走通的，相反，王淦昌的炸药透镜聚集方案虽然也取得进展，但困难重重。限于条件，原子弹的研究选择陈能宽设计的坐标一号方案实施。经过日夜奋战，邓稼先等人终于得出原子弹理论设计的数据，但其中一个关键数据却和苏联专家留下的数值不一样，邓稼先进行第二次运算。在研究原子弹的同时，钱三强、刘杰决定展开对氢弹理论开展先行一步的研究，以于敏等人为骨干，成立氢核理论组。罗布泊导弹试验基地建设工地面临严重的缺水困难。

在大饥荒的年代里，人们受尽了饥饿的摧残。国家饥荒严重，毛泽东跟周恩来一同以身作则，不吃肉，他们也要求儿女不能搞特殊化。

钱学森了解到国家的困难，决定捐出自己的一些钱，以微薄的力量帮助国家渡过难关。科学家们饿着肚子没日没夜的加班，聂荣臻找到周恩来商量改善伙食，呼吁各大军区支援粮食。全国性的饥荒使中央内部对是否继续搞两弹工程的争议不断扩大，最终毛泽东决定不能放松，一定要拿下两弹。

在原子弹研究方面，邓稼先带人进行了第九次计算，算出的结果与苏联留下的数据完全不同，他们开始怀疑苏联的数据。钱三强想让周光召参加原子弹的研究，但是因为有海外关系遭到人事部门的阻挠，钱三强亲自找到总理说情获得批准，周光召调入原子弹理论研究室，这加强了理论研究的基础工作。原子弹理论的研究计算经过第十次的计算终于得以成功，经过多次运算证明自己的是正确的，弄清了原子弹内部的秘密。科学家们受到周恩来的宴请，同时他们也有时间回家和家人短暂团聚。1961年11月6日，台湾骚扰大陆的p-2v侦察机被中国炮军打下。在钱学森的建议下，中科大成立了新的专业，不仅可以培养人才还可能进行新的探索。钱学森在过完50岁生日后将11500元捐给中科大购买机械设备。毛泽东和中央的决心让两弹的攻关变得更加稳固。蒋介石准备用U-2侦察机去大陆侦察，他们对外称气象侦察中队。

蒋介石用更先进的U-2侦察机进犯大陆，我军却束手无策。U-2侦察机的全身黑色，中队长设计出了黑猫做为队徽，U-2侦察机的飞行高度在当时是导弹打不到的，它频繁出入大陆上空如入无人之境。U-2侦察机对我国大西北军事设施的拍摄让毛泽东感到忧虑。蒋介石将拍摄到的照片交给了美国人。周总理命令空军不惜一切代价打下U-2侦察机，郑州空军拦截无效，敌机又从福建返回台湾。这次侦察机拍到了核武器研究基地在青海的照片。刘亚楼的申请得到中央军委的批准，地空导弹二营从北京拉出来赶往湖南长沙设伏。1962年全国科学技术工作会议上，知识分子提出很多建议，周恩来发表讲话。周总理和陈毅的讲话让高科技人才安心。我国自行研发的东风二号中近程导弹首次发弹仅飞了69秒就坠毁了，这次实验失败了，但他们的决心没变。科研人员在导弹坠毁地里找了三天三夜的零部件，最终找到了失败的原因。

为了战胜困难，毛泽东带头精简身边的工作人员。导弹二营的营长岳振华认为南昌是U-2飞机的必经之地，就像上级请示把导弹二营调往南昌，得到上级的批准。1962年9月9日，国民党飞行员陈怀驾驶U-2高空侦察机前往大陆侦查。

导弹二营击落了U-2飞机。毛泽东接见了导弹二营的营长岳振华。1962年9月，我国第一颗原子弹的理论设计方案终于诞生。与此同时，王淦昌、陈能宽领导的爆轰试验取得成功，内爆法得到验证。钱三强推荐程开甲参与原子弹的研制。

1962年冬天，进行了原子弹的冷试验。1962年12月，为了原子弹研制的需要，中央决定将九院搬迁到青海金银滩的221基地。邓稼先即将离家工作，一家人欢聚一堂，工作得到了家人的支持。基地人员为了给到来的科学家们提供好的住宿条件搬到帐篷里居住。

李觉按组织要求要王淦昌到广东从化的温泉去疗养，但遭到拒绝，经过李觉劝说，终于答应广东从化，并且见到了自己的妻子。王淦昌、邓稼先日夜奋战在基地，同时，蒋介石再次把目光投向了西北地区，派U-2飞机到核武器研制基地侦查，刘亚楼等人组织部署准备作战。毛泽东等领导召开会议对赫鲁晓夫的行为进行抨击。经过一年的建设导弹地面试验站建成。1963年9月23日，东风二号导弹进行第一次全弹地面热试车，获得成功，我国研制的中近程导弹迎来胜利的曙光。9月25日，台湾的U-2飞机又一次飞往大西北侦察，成功避开三个导弹营的夹击，溜回台湾。

我军总结经验，计算好U-2飞机的返程航线，决定在上饶埋伏导弹营，一举打下U-2飞机。1963年11月22日，美国总统肯尼迪被刺杀。中国的原子弹模型总装完成，可以进行原子弹冷试验，原子弹总体理论设计获得了原理性试验成功。钱学森规划好导弹发展的蓝图，在毛泽东的激励下更加信心十足。1964年6月29日，东风二号的发射一波三折，科学家们在做最后的探索。此时，王永志认为从燃料箱里泄出六百公斤的燃料，导弹就可以命中目标。

钱学森采纳了王永志的建议，克服困难成功发射了东风二号导弹，导弹射程进入千公里的行列。钱学森看到王永志的才华，对年轻人的点拨不遗余力，王永志也没有辜负期望，在多年以后成功完成第二代和第三代导弹的研制。蒋介石派出王牌飞行员驾驶U-2侦察机，被我军导弹击落，我军士气大涨。钱学森接到新的任务，要将原子弹和导弹相结合，发挥更大威力。原子弹试验正式进入实战阶段，预演的各项准备工作非常细致的完成。1964年9月3日，张爱萍、邓稼先等人回北京向周恩来汇报原子弹预演的有关情况。

邓稼先在去机场的路上等不到公交车，只好坐上煤车去机场。周恩来下决心一定要搞出原子弹，箭在弦上，不得不发。毛泽东对此做出指示，尽早进行原子弹试验。中国的原子弹即将爆炸，美军派兵进驻台湾，苏联命令沿中苏、中蒙边境的苏军进入战备状态，导弹部队也部署好，威慑中国。与此同时，蒋介石也制订了“飞龙计划”，与美国联手获取中国核试验资料。

美国人和蒋介石派飞机飞往中国西北地区，到达核试验场上空，投下了两只仪器箱子用于获取原子弹爆炸的相关数据；可是，一开始工作就出现了信号衰弱的问题。我国的原子弹的“零时”被定为1964年10月16日15时，毛泽东建议联合各国政府召开首脑会议，制定使用核武器的原则。总指挥张爱萍带领科学家们到楼兰古城观光，第一颗原子弹即将进行爆炸试验，起爆前装置经过检验没有问题。1964年10月16日15时，中国第一颗原子弹爆发出巨响，原子弹试验成功，爆炸当量大约是两万吨TNT。毛泽东指示先不要在国际上公开发布中国原子弹试验成功的消息。

具有讽刺意味的是，就在中国第一颗原子弹爆炸成功的当天，嘲笑中国20年也造不出原子弹的赫鲁晓夫却灰溜溜地下台了。国际社会捕捉到这一动态，这个消息同时被蒋介石得知。当天晚上22时，中央人民广播电台向全世界公布中国原子弹试验成功的消息，人民日报也进行了报道。邓稼先的家人得知邓稼先是研究原子弹的功臣，都为此感到骄傲，而邓稼先的母亲因病不治去世，邓稼先觉得愧对母亲。爱萍送给毛泽东一块原子弹爆心的石头。周恩来让奇清加强涉外的人员与物品的检查，防止敌特、间谍猎取我国情报。同时我方截获了瓦特夫妇用来窃取机密情报的老鼠、相机等。原子弹成功爆炸之后，我国的氢弹研制也迅速的提上了日程。毛泽东和周恩来又委任邓稼先为首带领科学家进行氢弹的研究。

于敏担任理论部副主任，成为邓稼先的得力助手。聂荣臻、张爱萍、钱学森、钱三强等人商议导弹和原子弹结合的事情。中央决定以五院为基础成立导弹工业部，对外称为“七机部”，钱学森任副部长。瓦特和许林德互相勾结窃取我国核情报，被我国公安部门发现并严密监控并抓获。1964年12月21日，周恩来首次提出四个现代化建设的要求。一向反对祝寿的毛泽东在71岁生日那天，破例宴请了一些中央领导和科学家、劳模；钱学森在这顿饭当中，泛起了要让卫星升天的梦想。1965年1月，周恩来指示组建卫星研究院。1965年5月14日，进行核航弹试验，获得成功。周恩来赶赴导弹基地视察，就“两弹结合”的相关问题与钱学森进行了深入的探讨。

蒋介石约见美国代表商谈，希望寻求美国的帮助，对付中共。1965年8月6日，国民党的海军打了败仗，两艘军舰被击沉。邓稼先与其他科学家商议研制氢弹的事情。1965年9月，国防科委和中科院在北京中南海会议室召开人造卫星方案论证会，中国的第一颗人造卫星有了一个响亮而亲切的名字——“东方红一号”。让全世界能听到《东方红》乐曲，以特别条款的形式也被写进卫星的总体设计方案之中。以邓稼先，于敏为代表的青年科学家们，克服种种困难，在氢弹原理设计上，取得了突破。1965年12月，二机部在新疆马兰核试验基地召开会议，对氢弹理论设计的“邓于方案”进行论证，大家认为是可行的。

为了配合两弹结合的试验，确保核弹头在任何异常情况下都不会爆炸，李觉把核弹头放在汽车上，开车去外面颠一颠，最终核弹头经受住了考验。有关氢弹弹体结构问题的研究，在郭永怀的亲自主持下，也取得了突破性进展。与此同时，两弹结合也在加快推进。1966年2月，聂荣臻主持召开会议，邀请二机部、七机部、导弹试验基地、核试验基地的负责人参加，再次研究“两弹结合”试验方案。6月30日，周恩来前往导弹基地视察。10月20日夜，周恩来在人民大会堂主持召开“两弹结合”试验的最后一次中央专委会议。四天后，周恩来、聂荣臻、叶剑英前往钓鱼台，向毛泽东详细汇报这次试验的准备工作。10月25日，病中的聂荣臻带着氧气袋赶赴东风导弹发射基地，和钱学森、李觉、张震寰、李福泽等人一起全面检查各项工作，排除了各项隐患。

1966年10月27日，一枚核导弹腾空而起飞向蓝天，经过9分14秒的飞行，飞行距离894公里，精确命中目标，在离地面569米的预定高度实现核爆炸！“两弹结合”试验成功，标志着我国有了可以用于实战的导弹核武器。这一年，我国组建了战略导弹部队，周恩来亲自命名为——第二炮兵。两弹试验成功后，我国首颗人造卫星的研制随即展开，但由于受到了“文革”的影响，困难重重。此时，台湾再次派遣特务“蘑菇”潜入大陆执行任务。特务“蘑菇”到了大陆之后，又拉拢了一个叫“蝴蝶”女人作为自己的助手。虽然有“文革”的干扰，但氢弹的研制仍在紧锣密鼓地推进。在核试验基地，一座百米铁塔拔地而起，这里即将按照邓稼先、于敏设计的理论方案，进行氢弹原理试验。12月11日，周恩来主持召开中央专委会议，同意月底进行氢弹原理试验。

1966年12月28日12时，氢弹原理装置起爆，其威力为12.2万吨TNT当量。这次试验的成功，证明了邓稼先、于敏的“邓于方案”切实可行，也预示着中国的第一颗氢弹即将诞生。1967年1月12日，采用了一系列新技术的中程导弹“东风3号”准备试飞。但这次的试验并不顺利，导弹飞行了129秒后，发动机出现问题，导致导弹落点偏离较大。“文革”的破坏越来越大，1967年1月23日晚上，中央军委在京西宾馆9楼会议室召开会议，听取聂荣臻的建议。会议持续到深夜零点，为了强调这个纪要的重要性和不可置疑的权威性，在场的每一位元帅都在“纪要”上签了名。这次会议就是著名的“零点会议”。

“蝴蝶”在火车上盗取了氢弹的重要零部件“W-T”自动仪，然后交给台湾特务“蘑菇”。东风三号导弹发射成功。在进行氢弹的模拟弹的试验过程中，由于降落伞的质量有问题，模拟弹偏离方向，试验没有成功。周恩来指示聂荣臻，一定要百分之百地保证质量。

经过公安战士的努力，最终将“蝴蝶”和“蘑菇”破获，找回了“W-T”自动仪。1967年6月17日，轰-6飞机携带着我国第一颗氢弹直上蓝天，成功爆炸。氢弹爆炸时天空出现了两个太阳，一个是大自然中的太阳，一个是人造的太阳。我国第一颗氢弹的核爆炸威力在300万吨TNT当量以上。为了更好地研制人造卫星，周恩来决定成立空间技术研究院，由钱学森担任院长。钱学森推荐孙家栋担任人造卫星的技术总负责人、总体部主任。不久，由钱学森主持设计的“红旗二号”导弹试验成功。

孙家栋在钱学森的支持下，克服“文革”派系斗争给卫星研制所带来的不利影响，孙家栋挑选出18名业务骨干，负责卫星的总体研制，他们被誉为“航天卫星十八勇士”。1968年10月26日，赵九章去世。许多和“两弹一星”有关联的科学家遭受冲击、干扰。在周恩来武力保护的强硬措施下，许多科学家得以幸免于难，特别是研制“两弹一星”的科学家们，在那样艰难的局面下，还能继续进行研究和试验工作，使我国的国防尖端科技不至于造成毁灭性打击。在一次氢弹试验中，由于降落伞没有打开，氢弹掉落在其它地方，为了寻找氢弹弹头，邓稼先受到放射性辐射的侵害。1968年12月5日，郭永怀乘坐的飞机失事，年仅59岁的他牺牲了。当人们从机身残骸里寻找到郭永怀时，吃惊地发现，他的遗体跟警卫员紧紧抱在一起。烧焦的两具遗体中间紧紧夹着装有绝密文件的公文包，竟然完好无损。1969年3月，苏联侵犯我国珍宝岛，解放军奋起反击。1969年7月，蒋介石在台湾成立中山科学研究院。

“东方红1号”卫星的乐音装置试制成功。可是又出现了另一个问题，那就是卫星的表面反光率很低，人类在地球上用肉眼是看不见的。卫星观察体研制小组根据折叠伞的原理，制作出一个名叫“观察球”的装置，以保证卫星上天后，人类在地球上用肉眼可以看得见卫星。1969年9月底，我国成功举行了第一次地下核试验，又举行了一次高爆核试验，对当时紧张的国际环境起到了稳定的作用。发射“东方红1号”卫星的“长征1号”火箭，由“东风4号”中远程导弹作为一、二级运载火箭，“东风4号”发射试验能否成功，关系着卫星上天的成败。但是11月16日，“东风4号”发射升空，但飞行了几十秒之后，火箭出现了故障。

1970年1月30日，第二枚“东风4号”试验成功。1970年2月11日，日本的第一颗人造卫星“大隅号”成功发射升空。对中国的航天人来说，这是一个沉重的打击，1970年3月上旬，“东方红1号”卫星总装工作开始。3月26日，经周恩来批准，装有“长征1号”火箭和“东方红1号”卫星的专列秘密奔向发射基地。卫星发射前，周恩来总理高瞻远瞩排除了卫星研制小组成员的各种隐患和担忧，确保了这次卫星能够按时发射。1970年4月24日21点35分，“长征1号”火箭装载着我国第一颗人造卫星——“东方红1号”，从发射基地发射升空。10分钟后，从各个观察站传来了令人振奋的报告。21点50分，“东方红1号”卫星向全世界播送的《东方红》乐曲，环绕太空，响彻全球，它宣告新中国迎来了航天时代的黎明！

1970年5月1日晚，毛泽东、周恩来与钱学森等人登上天安门城楼，仰望我国的第一颗人造卫星。1971年春天，中美外交迎来了突破口。中国乒乓球队参加在日本名古屋举行的世界乒乓球锦标赛，偶然发生的一件事，在毛泽东的运筹帷幄下，终于变成了“小球推动大球”的著名外交事件。毛泽东通过邀请美国乒乓球队访问中国，再次明确向尼克松发出信号。尼克松当即决定，派国务卿基辛格秘密前往北京，中美最高层的接触之门终于打开。1971年10月25日，联合国大会第1976次会议以76票赞成、35票反对、17票弃权的压倒多数，恢复了中华人民共和国在联合国和安理会中的合法席位。“两弹一星”的事业还在继续推进。由于长期在第一线从事核武器研制工作，邓稼先多次受到核辐射。实际上，这时候他已经得了绝症，但他仍然拼命坚持着工作，不让自己倒下。在最后的日子里，邓稼先仍牵挂着我国的核武器事业，他和于敏商议，联名给中央写了份建议书，这份建议书提出了我国核武器发展的目标和途径、措施。1986年7月29日，邓稼先因全身大出血病逝，终年62岁。邓稼先和他的战友们一代人完成了别国五代科学家的任务，一口气从原子弹干到氢弹，干到中子弹，再干到电脑模拟的核极限，赶上了其他核大国的水平。1996年7月29日，在邓稼先逝世10周年的纪念日，我国进行了最后一次核试验。第二天，我国政府庄严宣布，我国从此暂停核试验。中国，这个发明火药的古老国家，终于实现了腾飞的愿望。