导弹核武器是射程远、精度高、威力大的战略武器。原子弹试验成功后，中共中央、中央军委指示尽快实现“两弹”结合，研制成功导弹核武器。1965年5月14日，一架獾式轰炸机在中国西部上空投下一枚小型核弹，核弹按设计要求在距地面一定的高度爆炸。核航弹投放试验成功后，中央专委立即组织集中力量研制导弹核武器。1966年3月11日，周恩来亲自主持会议，听取关于进行两弹结合的试验论证报告，并决定先搞“冷试”(即弹头不装核材料)后搞“热试”。毛泽东在试验关键阶段，鼓励主抓此项工作的聂荣臻说：这次可能打胜仗，也可能打败仗，失败了也不要紧。聂荣臻转达了毛泽东的鼓励，广大科研人员深受鼓舞。
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，将核弹头从甘肃和内蒙交界的巴丹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，回应了国外敌对势力对中国“有弹无枪”的嘲讽。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日潜地导弹由潜艇水下发射成功。
上得去，抓得住，听得见，看得见
1957年至1958年1月，苏联和美国先后成功发射人造地球卫星。1958年5月，毛泽东在八大二次会议上说：“我们也要搞人造卫星。”8月间，聂荣臻召集专门会议，责成中国科学院和国防部五院组织拟定人造卫星发展规划，成立了以钱学森为组长的领导小组，负责筹建人造卫星、运载火箭以及卫星探测仪器的设计研究机构。人造卫星的研制工作有条不紊地展开。
毛泽东一直关注着卫星研究工作的进展情况，1960年5月28日，毛泽东来到上海新技术展览会，躬身仔细察看T-7M探空火箭，得知飞行高度为8公里时，他兴奋地说：“8公里也了不起呀!”“应该是8公里、20公里、200公里搞上去。”他鼓励大家为发射卫星做准备。
