在导弹研究机构建设方面，到1957年，聂荣臻曾先后18次召集各有关方面负责人开会，商讨为五院继续选调科技骨干、党政骨干、大学毕业生。
到1961年，五院不仅已有数以百计的科学家和研究骨干，还有大中专毕业生数千人，转业复员军人数千人。
这支队伍为五院建设奠定了最重要的基础。
五院下设第一、第二分院。
1961年成立第三分院。
1964年成立第四分院。
这4个分院，分别从事各型导弹的研制工作。
原子能研究方面，组建机构和组织队伍的工作，开始主要是由薄一波为主任的国务院第三办公室负责的，聂荣臻作为原子能三人领导小组的成员之一，参与了领导。
首先，1956年，在他参与领导起草的12年科学规划中，把原子能研究列为第一项重点任务；同期，由他主持制定的12年国防科研规划，提出了原子能在军事方面应用的具体目标：原子弹的研究与和平利用原子能研究相结合；原子弹缩小体积，应用于导弹、炮弹、鱼雷作弹头；研制应用于潜艇、远程轰炸机的反应堆；研制可用于军队的小型原子能发电站。
1956年11月，由宋任穷任部长的原子能工业部（当时称三机部，1958年改称二机部）成立，聂荣臻积极支持中国科学院物理研究所参与三机部的原子能研究工作。
1956年、1957年，聂荣臻确定在哈尔滨军事工程学院设立原子弹、导弹专业，以后报经军委批准，扩大成系，为“两弹”研究培养人才。
1958年1月，中央批准在中国西北地区建立7个原子能工厂和设计所，急需大批人才。
聂荣臻请有关方面积极为原子能工业部选调了一批急需的人才，从而加快了原子弹的研制进程。
1958年6月18日，聂荣臻召集苏振华、罗舜初、张劲夫、刘杰、钱学森、王诤、万毅、安东等开会，讨论研制导弹核潜艇的问题。
他在会上确定：由海军、一机部、二机部、五院共同提出研制核潜艇的具体方案，由航委抓总协调。
方案很快提出来了，聂荣臻认为可行，即转报中央。
8月，中央批准了这个方案。
聂荣臻对核潜艇的研制工作，始终关怀鼓励。
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第二节为研制导弹、原子弹、人造卫星开路（4）
“文化大革命”期间，研制工作遇到了极大困难，他及时提出“只能提前，不准推后，要抓紧，要落实”的要求，并批准用中央军委“特别公函”的形式，要求有关单位的所有人员坚决保证研制工作的进行。
1971年，中国第一艘鱼雷核潜艇终于下水试航。
1958年9月，苏联援建的7000千瓦实验性重水反应堆和1�2米直径的回旋加速器在北京建成，聂荣臻参与验收，并代表中方在验收合格证书上签字。
1958年，二机部成立了核武器研究所，中国科学院的物理研究所更名为原子能研究所，受二机部和中国科学院双重领导，以二机部为主。
到1960年，该所人员已发展到四千三百多人。
中国的核武器研制加快了步伐。
研制导弹、原子弹，要建立大型的试验基地。
基地需要装备大量技术复杂、精密度要求很高的仪器设备，又确定建在人烟极为稀少的大漠戈壁地区。
因此，建设试验基地的复杂性和艰巨性，不亚于研制“两弹”。
经过工程技术人员和参与施工的广大指战员的艰苦奋战，1960年，综合导弹试验基地在甘肃酒泉地区初步建成；1962年底，核武器试验基地在新疆罗布泊西北地区初步建成。
1957年10月，苏联第一颗人造地球卫生发射成功。
1958年5月，毛泽东在中共八届二次会议上提出：“我们也要搞人造卫星。”
据此，聂荣臻组织张劲夫、钱学森、王诤等拟制了中国发展人造卫星的初步规划。
1958年8月，由聂荣臻主持起草的“12年科学规划执行情况的检查报告”中提到：“发射人造卫星，将使尖端科学技术加速前进，开辟新的科学研究工作的领域，为导弹技术动员后备力量。
同时，大型的卫星上天，是洲际弹道导弹成功的公开标志，是国家科学技术水平的集中表现，是科学技
