在研製原子彈的同時，我國把下一步的目標瞄準導彈核武器，研製能夠把原子彈打出去的武器——導彈。１９６６年１０月２７日９時，我國第一顆裝有核彈頭的地地導彈在自己的國土上飛行爆炸成功。“兩彈”首次結合試驗成功，標誌著中國從此擁有了可以用於實戰的導彈核武器。

    為了進一步打破核大國的核威脅和核壟斷，根據毛澤東“氫彈也要加快”的指示，中國科學家經過集中攻關，于１９６５年自主提出了製造氫彈的理論方案，接著按計劃進行了三次熱試驗考核驗證。１９６７年６月１７日８時２０分，我國第一顆氫彈空爆試驗成功，實測當量３３０萬噸，中國成為世界上第四個掌握氫彈技術的國家。

    中國的航天事業雖起步較晚，但發展很快。１９６５年初，中國開始執行第一顆人造地球衛星的研製工作。１９６６年，中央專委會批准中國科學院《關於發展我國人造衛星工作規劃方案建議》，計劃在１９７０至１９７１年發射我國第一顆人造衛星。１９６８年２月，中國空間技術研究院成立，並陸續建成酒泉和西昌兩個航天器發射場，以及配套的觀測臺、站，形成了比較完整配套的航天工程體系。１９７０年４月２４日９時３０分，我國用“長征一號”運載火箭成功發射第一顆人造地球衛星“東方紅一號”。這顆直徑１米，重１７３公斤的衛星成功入軌，標誌著我國成為繼美、蘇、法、日之後第五個可以獨立發射人造衛星的國家。

    在為“兩彈一星”事業進行的奮鬥中，我國廣大科研工作者發揚熱愛祖國、無私奉獻，自力更生、艱苦奮鬥，大力協同、勇於登攀的“兩彈一星”精神。“兩彈一星”是在我國物質技術基礎十分薄弱的條件下，通過自力更生、自主創新取得的偉大成就。這極大地鼓舞了中國人民的志氣，振奮了中華民族的精神，增強了社會主義中國的凝聚力，為增強我國的科技實力特別是國防實力，奠定我國在國際舞臺上的重要地位，作出了不可磨滅的巨大貢獻。