现在是原子时代，原子能不论用于和平或者用于战争，都必须懂得才行。我们必须要掌握原子能。帝国主义在叫嚣原子战争，我们要把它戳穿，应该使全世界的人民知道，原子能如果为和平建设服务，就可以造福人类。

——1955年1月31日周恩来在国务院第四次全体会议上的发言

20世纪50年代末60年代初，中国面临十分复杂的国际国内局势：帝国主义推行核讹诈政策；中苏关系破裂，苏联单方面中止对华援助；中国国民经济处于困境。受其影响，中国原子能事业的发展也面临前所未有的困难。有些外国人断言：中国的核工业已遭到“毁灭性打击”，“20年也搞不出原子弹来”。

但是，中国人没有退缩。1959年7月，周恩来向有关部门负责人传达了中共中央“自己动手，从头摸起，准备用8年时间搞出原子弹”的重大决策，并作了具体部署，提出“独立自主、自力更生、立足国内”的方针，调动各地区、各部门的力量支持原子能事业。1962年，经中共中央批准，成立了专门负责原子能研制工作的中央专委会，以周恩来为主任。在专委会的出色指挥、组织协调下，按照周恩来“严肃认真，周到细致，稳妥可靠，万无一失”的16字方针，以全国各行各业大力协作为后盾，经过广大研制人员的共同努力，中国原子弹研制的进展速度超出预期计划。

1964年4月，第一颗原子弹装置的研制工作进入最后完成阶段。4月11日，周恩来主持召开中央专委会第八次会议，决定第一颗原子弹装置爆炸试验采取塔爆方式，要求9月10日以前做好试验前的一切准备，做到“保响、保测、保安全，一次成功”。7月20日，第一颗原子弹的装配工作开始，于8月19日结束。

鉴于核试验影响巨大，对于试验日期存在不同意见。9月17日，在综合分析国际形势并了解准备情况后，周恩来在中央专委会第九次会议上提出早试的意见。9月22日，中央政治局常委扩大会议听取了周恩来的汇报，决定早试。次日，周恩来向有关负责人传达了这个决定，对核试验的准备工作作了周密部署，进行了专项分工，并规定了严格的保密纪律：“任何人不该知道的，不要知道。”随后，为搞好公开宣传，周恩来亲自主持起草有关第一颗原子弹爆炸的中国政府声明、新闻公报和中共中央通知等文件，并确定了内容要点。

1964年10月14日20时30分，周恩来下达原子弹装置就位的命令，次日又亲自打电话通知核试验负责人：中央正式决定将原子弹的爆炸时间定在10月16日15时（内部的代号为零时）。

10月16日14时30分，张爱萍用保密电话将起爆准备情况向周恩来作了简要汇报。周恩来当即批准按时起爆。原子弹爆炸后，15时04分，张爱萍向周恩来打电话报告：“原子弹已按时爆炸，蘑菇云已经升起，根据爆炸景象判断是核爆炸，试验成功了。”周恩来获得这一喜讯后，马上报告毛泽东。17时，周恩来陪同毛泽东等党和国家领导人在人民大会堂接见3000多名大型音乐舞蹈史诗《东方红》的演职人员时，兴奋地宣布：报告大家一个好消息，我们的第一颗原子弹爆炸成功了！全场顿时欢声雷动。周恩来挥动双手示意人们安静，风趣地说：大家可不要把地板震塌了呀！23时，中央人民广播电台播发了新华社关于中国在西部地区成功地进行了第一次核试验的《新闻公报》，同时播发阐明中国政府关于“全面禁止和彻底销毁核武器”立场的《中华人民共和国政府声明》，发出“全面禁止和彻底销毁核武器”的郑重建议。10月17日，周恩来致电世界各国政府首脑，转达了中国政府的上述立场和建议。

中国第一颗原子弹爆炸成功，在世界范围内引起巨大反响，使世界力量的对比发生了重大变化。