中国计划研制原子弹是在第一个五年计划期间。50年代初，美帝国主义一面出兵侵略朝鲜，一面对刚成立的新中国和世界人民进行核讹诈。因此，反对美国核讹诈政策的世界和平人士也都希望中国掌握核武器。1955年，我国著名核科学家钱三强和著名地质学家李四光等向中共中央书记处汇报了我国的有关情况。毛泽东、刘少奇、周恩来、朱德、邓小平等中央领导同志听了汇报，研究了我国发展原子能的问题，作出了中国要发展原子能的决策。同时，中央指定陈云、聂荣臻、薄一波负责领导核工业的筹建工作，并把发展原子能技术列入1956年制定的12年科技发展规划中。1957年，中国和苏联签订了“国防新技术协定”，议定苏联将向中国提供原子弹技术。1958年1月，我国成立了负责组织核武器研制的二机部核武器研制局，并把制造中国第一枚原子弹的艰苦任务交给邓稼先等人。经过紧张的筹备，7月，在北京郊外的荒野上建起条件极简陋的核武器研究所。1959年6月，赫鲁晓夫正式拒绝向我国提供原子弹的技术资料。中共中央决定一定要凭我国自己的力量，完成原子弹的研制工作。我国的原子科学家们也决心造出自己的争气弹——把第一颗原子弹命名为“596”。邓稼先等人用几台手摇、电动式计算器和一些算盘，九次计算了模拟原子弹爆炸全过程的有关数据。1960年底，研究所扩大到130多人。在中央领导的支持下，成立了由邓稼先任主任、周光召任第一副主任的八大主任原子弹理论班子。1961年7月16日，中共中央作出《关于加强原子能工业建设若干问题的决定》，决定自力更生，突破原子能技术。1962年11月，中央决定成立以周恩来为首的核工业专门领导机构，周恩来总理对历次核试验的进行，都亲自确定，监督检查。1963年，我国的第一颗原子弹理论方案诞生，经过理论冷试验获得完全成功。1964年10月16日，我国的第一颗原子弹爆炸试验成功，估计当量为万吨级。同日，我国政府发表声明，中国政府一贯主张全面禁止和彻底销毁核武器;中国发展核武器是为了防御，为了打破核大国的核垄断。中国政府郑重宣布中国在任何时候、任何情况下都不会首先使用核武器。

早在原子弹理论取得完全突破后，中央就决定让邓稼先为首的八大主任班子，开始多路探索氢弹的奥秘。形象地说，原子弹是用中子做火柴去点燃核裂变材料，而氢弹则是用原子弹当火柴去点燃核聚变材料。1965年，于敏同志带领的科研组在上海逐步明确了突破氢弹原理的可能途径。邓稼先就马上飞往上海，与大家一起攻关，后经核工业部部长刘西尧批准，决定组织进行氢弹理论冷试验。理论冷试验一举成功后，听说法国当时也正在搞氢弹，大家下决心抢在法国之前搞成。在“文化大革命”的动乱中，大家排除干扰，齐心协力，刻苦攻关，于1967年6月17日，在我国西部地区上空成功地爆炸了中国第一颗氢弹，估计当量大于百万吨，终于抢在法国之前搞成了氢弹。

1969年9月23日，我国首次地下核试验成功。之后，我国在氢弹的实战化和核武器的不断创新方面做了大量试验研究，进行了空炸、地面、地下等多种爆炸方式和不同当量级的核武器试验，打了一个个科学技术的攻坚战，在不太长的时间里，取得了辉煌的胜利。