20世纪50年代末，面对国际核威胁与技术封锁，中国毅然开启核武器自主研制之路。在苏联专家撤离、核心技术资料缺失、科研条件简陋的严峻形势下，中科院原子能所、第二机械工业部核武器研究所、西北核试验基地等单位，联合全国上千家科研机构、工厂，展开艰苦卓绝的攻关。以邓稼先、王淦昌、于敏等为代表的科研人员隐姓埋名，攻克铀浓缩提纯、核装置精密设计、爆轰物理等核心难题；无数工人日夜奋战，保障生产与试验流程顺利推进。

1964年10月16日15时，新疆罗布泊荒漠腾起蘑菇云，中国首颗原子弹爆炸成功，完成首次核试验。

这次成功，不仅验证了中国核威慑能力，更打破了超级大国的核垄断与核讹诈，使中国跻身世界核大国行列，极大提升国际话语权。同时，它为后续氢弹研制、核能和平利用积累了关键经验，凝聚起“热爱祖国、无私奉献，自力更生、艰苦奋斗”的“两弹一星”精神，推动中国科研体系迈向自主创新的新征程，成为新中国科技发展史上的不朽丰碑。

20世纪60年代初，中国为突破单一近程导弹局限，决定自主研制“东风二号”中程地地导弹，以构建更完善的战略威慑体系。该导弹于1960年启动研制，由钱学森牵头，国防部五院科研团队承担技术攻关，目标是在“东风一号”基础上实现射程与可靠性的双重突破。

1962年3月，“东风二号”首次发射因设计缺陷失败。1964年6月，改进后的导弹成功发射，射程达1300公里，命中精度显著提升，同年10月与原子弹实现“两弹结合”试验，标志着中国具备核打击能力。

“东风二号”是中国完全自主研制的首枚中程导弹，其成功打破了超级大国的技术垄断，验证了液体导弹设计体系，为后续“东风三号”等型号奠定了技术基础，更推动了航天测控、火箭发动机等配套领域的跨越式发展，成为中国国防科技自主创新的重要里程碑。

20世纪50年代，中国空军急需先进武器应对高空高速侦察机，提升防空能力。1957年，聂荣臻率团赴苏洽谈，次年引进米格-19P歼击机及配套的K-5M空空导弹资料，中国测绘仿制工程代号7089项目启动，由331厂承制。

历经一年零四个月，生产线建成。1960年3月第一枚导弹研制出，命名为“霹雳-1”。研制期间，中苏交恶，苏联专家撤离，技术交流中断。1960年8月首次射击试验失败，科研人员反复分析，发现诸多问题。1961年空军组建612研究所负责仿制，331厂寻找替代材料设备。1963年11-12月再次试验，20发导弹成功击落靶机。1964年4月，“霹雳-1”正式定型并投入批量生产。

它的诞生标志着中国迈入空空导弹领域，虽因技术限制存在不足，但为后续发展积累了宝贵经验，奠定了中国空空导弹事业发展的初步基础。

1959年起，苏联暂缓提供原子弹资料并撤走专家，铀浓缩工厂停摆，中国原子弹装料告急，中央启动“596工程”决心自主攻关。钱三强推荐王承书、钱皋韵、吴征铠等科学家，分别攻克气体扩散理论、六氟化铀制备和扩散分离膜技术。1964年1月14日，成功产出丰度超90%的高浓缩铀-235。

这一成果为同年10月首颗原子弹爆炸提供核心原料，打破核垄断，增强国防实力，奠定大国地位，也为后续氢弹研制和核能利用奠基，彰显了中科院作为国家战略科技力量的组织能力，推动核科技人才队伍形成。

1964年12月24日，新中国第一座30吨氧气顶吹转炉在首钢建成，这是我国完全自主建设的当时最先进炼钢转炉，无任何国外软、硬件引进。其生产能力达平炉10倍以上，1965年、1967年第二、三座同类型转炉相继投产，开启我国转炉炼钢新纪元。

研制中，首钢科研团队与工人在缺乏技术参照的情况下，反复摸索转炉炼钢操作技术，攻克炉体设计、氧气吹炼等关键难题，逐步掌握工艺规律，使炉龄和钢铁料消耗接近世界先进水平。该转炉的成功投产，不仅大幅提升钢铁生产效率，更打破国外技术垄断，为国内钢厂推广更大吨位氧气顶吹转炉提供了操作经验与技术范式，推动我国钢铁工业从平炉炼钢向转炉炼钢的技术跨越，是新中国冶金工业自主创新的重要里程碑。

20世纪60年代，国内分析检测技术亟待提升，对复杂组分中微量化合物含量分析仪器的需求极为迫切。在此背景下，时任中国科学院工业化学研究所研究室主任朱葆琳、丁景群等科研人员勇挑重担，投身氢火焰离子化鉴定器毛细管色谱仪的研制工作。在工人师傅刘兴信成功解决毛细管柱控制技术后，朱葆琳带领团队深入钻研，对毛细管内表面进行改性、涂渍，并全力研制所需的快速离子化放大器以及氢火焰离子化检测器技术。

经过不懈努力，1964年，这款凝聚着科研人员心血的氢火焰离子化鉴定器毛细管色谱仪由中国科学院仪器厂定型生产。该仪器凭借其对绝大部分有机物极高的灵敏度，能精准分析复杂组分中的微量化合物。同年，它荣获全国工业新产品一等奖，1966年又斩获国家发明奖。它的诞生，填补了国内相关领域空白，极大促进了我国色谱研究及色谱分析仪器的发展，为后续科研与工业生产中的成分分析工作提供了关键技术支撑。

1964年，我国计算机事业迎来双重突破。先是第一台自行设计的大型通用数字电子管计算机119机研制成功，实现从无到有的跨越。研究人员还自主研发了当时具有国际水平的高级程序设计语言BCY，并完成其在119机上的编译系统搭建。凭借这套系统，科研团队顺利完成东方红一号卫星的轨道模拟计算，为后续航天工程提供有力支撑。

同年11月，我国第一台晶体管通用电子计算机441-B机也宣告研制成功。科研人员在外部条件艰难的情况下，坚持采用国产半导体元器件，成功实现从电子管到晶体管的技术升级。

119机与441-B机的相继问世，不仅标志着我国独立自主发展计算机事业进入新阶段，也为后续计算机技术迭代与创新奠定坚实基础，推动我国计算机技术向更高水平迈进。