20世纪50年代中期，刚刚诞生的新中国百废待兴，面对国际上严峻的核讹诈形势和军备竞赛的发展趋势，以毛泽东同志为核心的党中央第一代领导集体毅然作出发展原子弹、导弹、人造地球卫星，突破国防尖端技术的战略决策。1956年，研制导弹、原子弹被列入中国的12年科学技术发展规划。中国于50年代初创建核工业，1954年9月18日通过铀矿普查探明中国有丰富的铀矿资源，可为核工业提供基本原料。1957年10月，中国、前苏联签订了关于国防新技术的协定，前苏联同意在核技术方面给予中国援助，但1959年6月，前苏联毁约停援，撤走了专家，于是中国决心依靠自己的力量研制原子弹。1960年初，从全国各有关部门调集百余名高中级科学研究和工程技术人员参加核武器研制工作。在对“枪法”和“内爆法”进行分析比较后，以“596”作为代号的第一颗原子弹的设计，确定采用较先进的“内爆法”。到1962年底，基本掌握了以高浓铀为主要核装料的原子弹的物理规律，完成了物理设计和爆轰物理、核弹飞行弹道、引爆控制系统台架等三大关键试验。
1964年10月16日15时，在新疆罗布泊沙漠成功地进行了第一颗原子弹装置爆炸试验，威力为2.2万吨TNT当量，核装置重1550千克，试验在102米高的铁塔上进行。1965年5月14日又成功地进行一颗核炸弹空投爆炸试验，威力为3.5万吨TNT当量。当时在国民经济最困难的时期，一批科学家在张爱萍将军率领下跋涉在戈壁沙漠，他们风餐露宿，夜以继日，终于以中华民族的骨气研制出原子弹。山呼海啸的巨响震撼大地，云蒸霞蔚的蘑菇云升起在大漠上。从此，中国打破了超级大国的核垄断。为核武器的发展树立了第一个里程碑。
原子弹爆炸两年后的1966年10月27日，中国首次进行了导弹核武器试验。1967年6月17日凌晨，中国第一颗氢弹又在罗布泊试验靶场上空爆炸成功。这是中国核武器的一个飞跃，标志着中国核武器的发展进入了一个新阶段。
