1956年10月8日，从事导弹研制的国防部第五研究院成立，钱学森任院长。11月16日，从事核武器研制的三机部成立，宋任穷任部长，刘杰、钱三强等任副部长。原子弹、导弹研制正式启动。

周恩来招待钱学森等人，钱学森向周恩来介绍从美国自费回国的郭永怀。几天后，郭永怀到力学所任副所长。

聂荣臻元帅主动要求主管军工生产和部队装备工作，担任国防科委主任，兼任国家科委主任。11月，他就任副总理，分管自然科学和国防工业、国防科研，从此，聂荣臻元帅与中国的两弹一星事业结下了不解之缘。

新机构的成立，迫切需要人才，钱学森为此不断奔波，但他要的人才大多没有到位。钱学森说：“导弹、火箭的事还要不要搞了？要搞，就应该赶快着手调人，不能再拖了。”聂荣臻专门找周恩来汇报，周恩来爽快表示，需要哪些人，提出名字，他来批。在周恩来和聂荣臻的直接指导下，日后成为两弹一星元勋的屠守锷、黄纬禄、姚桐斌等人来到了五院。

钱学森同孙继先陪同苏联专家盖杜柯夫将军赴大西北考查并选址导弹试验基地。