下图：1956 年 11 月，聂荣臻、彭德怀与叶剑英（从左至右）正在观看军事演习。在冷战的特殊背景下，中国在研制核武器起步阶段获得了苏联全方位的合作和帮助。从 1956 年起，在苏联的援建下，中国陆续建立起初步的核工业体系，为研制原子弹奠定基础。
毋庸置疑，冷战早期美国的核威胁更加迫使中国加快研制自己核武器的步伐。1955 年 3 月，在艾森豪威尔拟对中国实行“大规模报复”的电视讲话之后，刊登这篇核讹诈演讲的新华社（内参清样》很快传到了毛泽东和其他领导人手中。在严峻的核威胁形势下，毛泽东主持召开了中共中央书记处扩大会议，会议听取了有关专家和部门领导的汇报并认真研究了中国的安全环境。在国防工业刚刚起步，连汽车和飞机都不能制造的困难情况下，做出了发展中国原子能事业和研制原子弹的决定。当年 10 月，著名科学家钱学森冲破重重阻挠，辗转回国。1956 年 2 月，钱学森即向中央提交了《建立我国国防航空工业意见书》，对中国发展火箭和航空技术提出建议。3 月，周恩来主持召开有解放军高层将领参加的专门会议，听取钱学森对世界尖端技术成果的介绍和对发展我国导弹事业的设想。5 月，中央又做出发展导弹的决定。
下图：1957 年聂荣臻元帅（2 排左 3） 参观苏联杜布纳联合原子核研究所时，与当时在该所工作学习的中方研究人员王淦昌（2 排左 2） 交谈。根据中苏相关协议，苏方不仅派造专家来华帮助中国仿制导弹、设计试验原子弹的靶场，还负责为中国培养有关专家
在冷战的特殊背景下，为了缩短研制核武器起步阶段的探索过程，中国很自然地向社会主义阵营的“老大哥”苏联寻求帮助。1956 年 8 月 17 日，中苏两国政府正式签订《关于苏联援助中国建设原子能工业的协定》。第二年 10 月 15 日，聂荣臻和别尔乌辛分别作为中苏两国的全权代表签订了《关于生产新式武器和军事技术装备以及在中国建立综合性原子能工业的协定》。根据协定，苏联将援助中国建立起综合性原子工业；援助中国的原子弹研究和生产，并提供原子弹的教学模型和图纸资料；作为原子弹制造的关键环节，向中国出售用于铀浓缩处理的工业设备，并提供气体扩散厂初期开工所需的六氟化铀；帮助中国进行导弹研制和发射基地的工程设计，并派遣技术专家帮助仿制导弹；帮助中国设计试验原子弹的靶场和培养有关专家等。
就这样，在苏联的援助下，中国全面展开了导弹和原子弹的早期研制工作。1957 年 12 月，3770 次国际列车，运载着两枚 P-2 型地对地训练导弹，1 个营的主要技术装备，包括地面测试、发射、校正、运输、加注等设备 45 件进入中国。彭德怀亲手解开了系在 P-2 型导弹上的红绸带，满含深情地对在场官兵说：“这是苏联老大哥过继给我们的‘儿子’，祖国把他托付给你们了，你们可要把他当作亲生儿子看待呀！”
第二年，苏联援建的 7000 千瓦重水反应堆和直径 1.2 米的回旋加速器移交中国。聂荣臻在移交典礼仪式上表示，“原子反应堆和回旋加速器的建成，将促进我国原子能科学技术迅速发展。原子武器并不是帝国主义所能垄断得了的。”
“上马”还是“下马”
1958 年 5 月 27 日至 7 月 22 日，中央军委在北京召开扩大会议，研究加强军队建设问题。毛泽东在会上提出了研制、试验核武器的任务。他说：“原子弹就是这么大的东西，没有那东西，人家就说你不算数，那么好吧，我们就搞一点吧，搞一点原子弹、氢弹，我看有 10 年功夫完全可能。”这实际上已经列出了中国发展核武器的时间表。当年 5 月 17 日，毛泽东在中共八大二次会议上，又发出了“我们也要搞人造卫星”的号召。“两弹一星”工程就此拉开序幕。
可惜好景不长。中苏在意识形态上的分歧最终导致了双边关系的恶化。1959 年 6 月，苏联领导人赫鲁晓夫撕毁两国协议，拒绝向中国提供原子弹样品。尽管原本准备提供给中国的原子弹样品及技术资料早在半年多前就装在 2-3 节加了铅封的车厢里，并由警卫人员日夜守卫着。1960 年 7 月 16 日，苏联政府进一步照会中国政府，决定自 1960 年 7 月 28 日到 9 月 1 日，撤走全部在华苏联专家。
事实上，在中国国防尖端技术部门工作的苏联专家，在上述照会之前就已经开始奉命提前回国，1960 年 7 月 6 日，在北京核工程设计院工作的 8 名专家（其中 6 人是主任工程师）奉命提前回国；两天后，正在兰州铀浓缩厂现场负责安装工作的 5 名专家也突然撒离。到 1960 年 8 月 23 日，在中国核工业系统工作的 233 名苏联专家，全部撤走回国，并带走了重要的图纸资料，随后又停止供应一切技术设备和资料。这对于刚刚起步的中国核工业不啻是一次“毁灭性打击”。有些外国人因此幸灾乐祸地断言：中国核工业已“处于技术真空状态”，中国“20 年也搞不出原子弹来”。
苏联政府的背信弃义，没有阻止中国人追赶“蘑菇云”的脚步，反而促成了中国自主独立研制“两弹一星”的历史性转折。1959 年 6 月苏联拒绝提供援助，7 月中共中央即做出决定：“自己动手，从头摸起，准备用八年时问搞出原子弹。”1960 年夏天，毛泽东在北戴河会议上：再次发出号召：要下决心搞尖端技术。赫鲁晓夫不给我们尖端技术，极好；如果给了，这个账是很难算的！
屋漏偏逢连夜雨。苏联突然毁约的同时，适逢我国国民经济陷入了暂时的困难。在这种窘境下，国防尖端工业、核武器计划能否坚持下去，面临严峻的挑战。聂荣臻元帅在回忆录中谈到，“面对着困难，科研事业特别是以导弹、原子弹为主要标志的国防尖端项目是‘下马’还是‘上马’的问题，形成了尖锐的矛盾。有些人认为困难太多、太大，国防尖端技术发展应该放慢速度。还有少数同志提出停止搞尖端技术，说什么用在这方面的钱太多了，影响了国民经济其他部门的发展。他们主张我们只搞飞机和常规装备，不搞导弹、原子弹等尖端武器。”
争论一直提到了中央政治局会议上。在会上，主张下马的一派列举许多现实问题，认为原子弹继续搞下去，对已经十分困难的国民经济就等于雪上加霜；等经济好转再搞，也能有希望成功。陈毅、聂荣臻、贺龙、叶剑英等则坚决主张继续搞下去。当时分管全国科学技术工作的聂荣臻后来说：“为了摆脱我国一个多世纪以来经常受帝国主义欺凌压迫的局面，我们应该发展以导弹、原子弹为标志的尖端武器，以便在我国遭受帝国主义核武器袭击时，有起码的还击手段。
下图：张爱萍上将，从 1959 年 9 月起任中央军委委员、国防科委副主任等职，长期主持国防科技、装备和国防工业工作。“两弹一星”工程具体负责人之一。
同时，通过制定十二年科学规划和前一段研制尖端武器的实践，我们已经深感‘两弹是现代科学技术的结晶，坚持搞两弹’，还可以带动我国许多现代科学技术向前发展。所以，我们不应该 ‘下马’，应该攻关，这就是我当时坚定不移的信念。”当时主持会议的刘少奇发表意见说：先不要确定上马还是下马，应先去调查了解一下，把原子弹工业的基本情况搞清楚了再确定也不迟。毛泽东赞成这个意见。
于是陈毅、聂荣臻提议派张爱萍（时任国防科委副主任）组织调查。张爱萍经过一个多月多方面的调查，于 1960 年 11 月向中共中央和中央军委呈送了《关于原子能工业建设的基本情况和亟待解决的几个问题的报告》，报告的结论是：按照中国目前核工业的基础，在 1964 年试爆原子弹是可能的，其威力相当于苏联和美国 1950 年的水平。