在苏联的援助下，中国于1958年建成了第一座实验性原子反应堆。这一年，成立了以万毅为部长的国防部第五部，负责领导特种部队的组建工作；成立了以聂荣臻为主任的国防科学技术委员会，负责统一领导国防科学技术研究工作，不久国防部第五部合并到国防科委。1959年6月，苏联终止合同，随后撤走了专家。毛泽东毅然决定：自己动手，从头摸起，准备用8年时间，造出原子弹。他明确指出：“要下决心搞尖端技术。赫鲁晓夫不给我们尖端技术，极好！如果给了，这个账是很难还的。”中央把原子弹工程定名为“596工程”，要造“争气弹”。
为了加强对“两弹一星核潜艇”研制的领导，1962年11月，中央成立了以周恩来为主任的专门委员会，具体负责尖端武器研制工程。经过千百次试验，中国的第一颗原子弹于1964年秋研制出来了，但进行试验却要冒很大的风险，因美国多次发出要打击中国核基地的威胁。为此，中央专委提出了发展技术暂不试验、不怕威胁尽早试验的两套方案。毛泽东一锤定音：“要尽早试验。”第一颗原子弹爆炸成功后7个月，中国又成功地进行了飞机空投原子弹空爆试验，有了可以使用的核武器。
“导弹第一”揭开面纱1962年9月9日8时39分，中国空军导弹部队击落了一架美式U-2高空侦察机。周恩来称“这是空军的胜利，也是人民的胜利，更是历史的胜利”。因为就在前几天，U-2入侵苏联，他们还只能提出警告，而我们却把它打掉了。当时这种被称为“黑寡妇”的侦察机，飞行高度23000米，比苏联最先进的歼击机还高出4000米，是第一次被地空导弹打落，世界怎能不惊诧？陈毅幽默地对外国记者说，“我们是用竹竿把它捅下来的”。中国研制“两弹一星”，“导弹第一”揭开了神秘的面纱。
1955年，中央作出在中国建立和发展导弹事业的决定，随即成立了以聂荣臻为主任的国防部航空工业委员会，并组建了导弹科研、设计和生产机构。1960年2月，中央军委确定的“两弹(导弹、原子弹)为主，导弹第一”的方针得到毛泽东认可，导弹研制进入快车道。1960年11月5日，第一枚地对地近程导弹“东风1号”发射成功。1964年6-7月，中国连续成功地发射了3枚中程运载火箭。为在原子弹研制成功后就能实现导弹与原子弹结合，组成有实战价值的核武器，9月，成立了由钱学森领导的“两弹结合”方案论证小组。1965年5月14日空投核弹的成功，使导弹核武器的研制工作迈进了一大步。1966年9月，“两弹结合”的试验准备工作就绪。27日上午9点整，大漠上空闪现出一团耀眼的火光，中国自行设计研制的第一枚地地导弹“东风2号”，将核弹头从甘肃和内蒙交界的巴甘吉林沙漠打到了新疆的罗布泊，核弹头在靶标上空精确爆炸。“两弹结合”试验的成功，打破了国外敌对势力对中国“有弹无枪”的嘲笑。在此之前的7月1日，组建了地地战略导弹部队，并将其命名为第二炮兵。不但有枪有弹，而且有了实施战略核反击任务的新兵种。1970年中程和中远程导弹相继完成飞行试验，1971年洲际弹道导弹试验成功，1980年5月18日远程运载火箭全程飞行试验圆满成功，1988年9月15日巨浪-1潜地导弹由潜艇水下发射成功。中国的导弹形成完整系列，成为战场的“撒手锏”。
