新中国建立伊始，面对复杂的国内外形势，为保卫领土完整，维护民族尊严，提高国际地位，毛泽东下定决心，必须建设强大的国防和为之服务的现代国防工业。
1949年9月21日，第一届政协会议，毛泽东发出了建设强大国防的号召：“我们的国防将获得巩固，不允许任何帝国主义者再来侵略我们的国土。我们将不但有一个强大的陆军，而且有一个强大的空军和一个强大的海军。”
1949年10月19日，毛泽东在中央人民政府委员会第三次会议上，开宗明义地引述孙子的话：“兵者，国之大事，死生之地，存亡之道，不可不察也。”毛泽东认为只此一句，就已精辟地阐明了战争、军事、国防于国家安危的重要性。1950年9月25日，毛泽东再次强调，“中国必须建立强大的国防军，必须建立强大的经济力量。”这是新中国加强国防建设的宣言书。
“万国牌”基础上的系统布局
新中国成立初期，我军的武器装备绝大多数是缴获的敌军武器，被称为“万国牌”，性能落后，零备件已无来源，多数已不能使用。显然，这与人民解放军正规化、现代化的要求极不适应。毛泽东多次在军委会议强调：尽快建设国防工业，生产出武器装备精良的人民解放军，是摆在新中国面前一项十分紧迫而又艰巨的任务。随着苏联援建项目的展开和抗美援朝战争的急迫需要，中共中央政治局扩大会议决定，集中力量建设重工业、国防工业和其他相应的基础工业。毛泽东做出的一系列决策，在建设国防工业方面可概括为三大举措。
从领导体制入手，建立国防工业领导机构。1950年初，毛泽东指示周恩来及政务院在重工业部设立航空工业筹备组、兵工办公室、电信工业局和船舶工业局等机构，负责组织武器装备生产和军工企业调整工作。1951年1月，毛泽东批准成立中央军委兵工委员会，由周恩来兼主任，聂荣臻、李富春为副主任;并将兵工办公室升格为兵工总局，负责统一规划和协调兵工生产建设。随后，成立了由聂荣臻任主任的航空工业管理委员会，在重工业部设航空工业局。
《建国以来毛泽东军事文稿》有许多毛泽东对国防工业建设的重要批示。1952年5月，他批准《兵工厂调整计划纲要》和《兵工五年新建设大纲》，要求进一步研究新厂建设问题。7月26日，周恩来向中央提出《关于兵工工业建设问题的报告》，指出：兵工要提早建设，改造老厂、建设新厂，用三五年时间迅速建立中国自制陆军武器、弹药和空军、海军弹药的基础。《报告》规定18种枪炮为国家制式武器;确定争取苏联援助，建设十几个兵工企业。1952年8月，成立了主管国防工业的二机部，负责管理兵工、航空、电信和船舶工业，着手组织大规模的调整建设工作。
1958年10月，中共中央批准成立国防科委，聂荣臻任主任，陈赓任副主任。主要任务是对军内外有关国防科学技术研究工作的组织领导、规划协调、监督检查，重点研究发展以原子弹和导弹为主的尖端技术，尤其是与世界军事科技发展同步，形成了对未来长远发展具有奠基石意义的坚实技术基础和科研力量。
毛泽东多次在中央军委会上强调，把国防建设需要与国家的经济条件和已有的工业、技术基础更好地结合起来，既能满足未来战争的基本需要，又不过多占用国家宝贵的建设资金，把有限的财力用在解决最紧迫的问题上。
调整原有军工企业，构建国防科技工业体系。新中国成立后，中央将接管的军工厂与解放区的军工厂合并，只能生产步枪、机枪、手榴弹等轻武器和数量有限的小口径火炮，船舶、航空企业多是搞点修理和装配;而无线电零配件的供应，几乎完全依赖外国，根本不具备国防建设必需的飞机、舰艇、坦克、大门径火炮、军事电子等现代化武器装备的研制条件。但这些在毛泽东的眼里，就是最为宝贵的。毛泽东说：“过去我们打的是上层建筑的仗，是建立人民政权、人民军队。建立这些上层建筑干什么呢?就是要搞生产。”“不搞科学技术，生产力无法提高。”毛泽东敏锐地意识到国防工业建设能极大拉动生产力。
1953年1月，毛泽东明确指出：“无论抗美援朝战争的结果如何，都要搞国防工业的建设与军工生产。朝鲜战争证明，依靠我们过去和较为落后的国内敌人作战的装备和战术是不够的，我们必须掌握最新的装备和随之而来的最新战术。”
根据毛泽东的指示，中央军委加快组建空军、海军、防空军，加速炮兵、工程兵、铁道兵、通信兵等军兵种的整编。国防工业的力量组合均按现代战争的需求组合，如将空军的主要人员和设备集中为6个重点大厂，无线电按专业化要求组成6个无线电厂，船舶工业通过改造、租用和重组，按海军发展要求，形成几个重型造船厂。
学习苏联模式，制定和实施国防工业科技与建设计划。为了适应大规模经济建设的需要，特别是从苏联引进技术设备的需要，毛泽东决定：在1950年使用的6000万美元苏联借款中，有2000余万用于海军、空军的军事定货。1951年7月，毛泽东派徐向前率团赴苏就军工项目进行谈判，特两次致电徐向前，强调应邀请苏联先派设计组来华，结合中国情况作出设计后再确定项目。
毛泽东在复电中提出：“对苏业已答应的七种武器及附属装备的生产和建立四个新厂的问题，可请其先派设计组来华;各种弹药厂须与我国原有者结合，须增加者亦应俟其设计组到中国考察后方能作最后决定;兵工建设应先签订武器蓝图及设计两种合同，其他合同须俟设计后方能签订。”复电之细微，可见他对国防工业建设的重视。为适应国防建设的需要，1953年初，毛泽东在中央会议上强调要将国防工业列为“一五”计划建设重点。要求五年内初步建设起国防工业体系，以保证军队武器装备的需要，保持国防战备必要的武器和弹药储备。他还指示总参根据国防建设五年计划的要求，组织力量对二战中各国军队武器装备数量和弹药消耗情况，以及志愿军在抗美援朝战争中武器弹药的投入与消耗情况进行分析研究，拟定了未来反侵略战争所需武器装备与弹药的基本数量，为制定国防工业建设计划提供了依据。
1953年1月22日，毛泽东主持审议国防工业“一五”建设计划。与会者认为：为保障国家安全，国防工业应有这样一个基础，一致赞同李富春提出的五年建设计划。这是中共中央在国防工业初创时期召开的一次重要会议。一直到60年代中期，为了打破帝国主义的核威胁和核垄断，毛泽东在一些重要会议上多次强调军队武器装备建设的重要性与紧迫性。指出：“中国不但要有更多的飞机和大炮，而且还要有原子弹。”
1952年和1956年，毛泽东两次派周恩来率团赴苏谈判，签订了包括援助国防工业建设的系列协议。协议规定苏联向中国建设的66个大型军工企业和8个科研院所提供援助;对我国几十个军工企业进行改扩建等技术改造。“一五”期间我国新建航空、无线电、兵器、造船等大型骨干工程4项，改建扩建老厂的大中型工程51项，完成了制式武器的试制生产和飞机、坦克、舰艇的修理及部分制造任务。
毛泽东多次在中央军委会上强调，考虑国防军工生产和建设的具体项目，要有长远目标。最主要的是，解决如何把国防建设需要与国家的经济条件和已有的工业、技术基础更好地结合起来，既能满足未来战争的基本需要，又不过多占用国家宝贵的建设资金，把有限的财力用在解决最紧迫的问题上。因此，“二五”计划把国防工业建设的重点放在尖端技术和无线电、光学仪器等科技发展上。有重点地建设军工科研设计机构，使我军武器装备从仿制、改进，逐步走向自行研制。
这种集中众多精英才俊超前谋划，制定战略规划，明确武器装备需求的做法，从此成为一项根本制度，延用至今，并将长期沿袭下去。
国防工业领域的科技大布局
抗美援朝战争让我军第一次领略了现代战争的世界级对抗，增强了中央政治局加快发展国防工业、加强武器装备建设的紧迫感。翻开共和国年鉴，醒目地记录了国防工业在党中央“向科学进军”的伟大号召下，启动的第一个重大活动，就是按照毛泽东的要求，制定并组织实施的国防科技工业“十二年科学规划”，这对指导新中国国防科技工业具有里程碑意义。
制定十二年科学规划的会议在北京西郊宾馆召开。不到半年，经过600多名科技工作者的共同努力和部分苏联专家的帮助，基本上完成了规划的起草。10月29日，陈毅、李富春、聂荣臻联名向中央呈送了《关于科学规划工作向中央的报告》和《规划纲要》。
《1956～1967年远景规划纲要》列出了12个科技发展重点。军工方面，在聂荣臻领导下，组织航空工业委员会、总参装备计划部、国防工业部门共同拟定了武器装备发展总规划，以发展原子弹技术、喷气与火箭技术、半导体技术、电子计算机技术、自动控制技术等为重点，部署发展原子弹和导弹研制的重大任务。规划的具体目标有：提高喷气式飞机音速的倍数;研制射程100公里的地对空导弹，射程500至600公里近程地对地导弹;电子学方面，研制能发现敌人飞机、导弹，并能引导我军飞机、导弹对其拦截、阻击的设备;研制能准确测定敌人炮兵阵地和军舰的设备，提高雷达探测距离，缩小体积，增强抗干扰性能;研制自动化和保密性能好的超小型化通讯设备;研制电子计算机、电视机无线电侦查设备。原子能方面，与和平利用结合，开展小型核弹头、核潜艇和用作军用动力堆等综合性研究;防化和军事医学方面，进行防原子、防化学和防生物武器研究。陆军装备方面，主要是进行改进，减轻火炮、坦克等重量，提高质量、增大威力，便于运动或自行化的研究;海军装备方面，开展提高舰艇航速。续航力以及水雷、舰用火炮、鱼雷的威力，研究导弹、火箭在舰艇上的使用等等。
后来的实践证明，尽管受到“文革”强烈的冲击，规划确定的这些目标都是基本上完成。这种集中众多精英才俊超前谋划，制定战略规划，明确武器装备需求的做法，至此成了一项根本制度，延用至今。
国防科研机构和试验基地的布局
1956年4月，毛泽东在《论十大关系》中重点阐释了“经济建设和国防建设的关系”，反映了毛泽东的国防思想。他强调，“国防不可不有。经过抗美援朝和几年的整训，我们的军队加强了，比第二次世界大战前的苏联红军还更强些，装备也有所改进。过去我们没有飞机和大炮，用小米加步枪打败了日本帝国主义和蒋介石。我们不但要有更多的飞机和大炮，而且还要有原子弹。可靠的办法就是要把军政费用降到一个适当的比例，增加经济建设费用。只有经济建设发展得更快了，国防建设才能够有更大的进步。”
《论十大关系》的系统论述，来自毛泽东听取国防工业部门的汇报提炼。
1956年2月17日，二机部汇报说到1962年国防材料全部由自己生产时，毛泽东断然地说：“全部自给，不仅1962年不可能，1967年也不可能，脑子太热不行。”这时的毛泽东非常清醒。2月22日，毛泽东又专门听取二机部关于原子能工业的汇报。
4月20日，毛泽东批评了一种不正确的思想：“如果没有苏联的援助，中国的建设是不可能的。”毛泽东的这番话，是针对苏共二十大批判斯大林的错误。
之后直到六十年代中期，为了打破帝国主义的核威胁和核垄断，保卫国家安全，毛泽东多次在一些重要会议上强调军队武器装备建设的重要性与紧迫性，高瞻远瞩地创建了中国历史上前所未有的核工业和航天工业，并着力强化了两大措施。
建设国防科研机构和试验基地。1954～1963年，经中央军委批准，国防部第五局成立了导弹研究院，钱学森任院长。并建成了3个分院和一批专业研究、试验站，分别承担导弹总体、火箭发动机和控制导引系统的研究工作，为导弹研制奠定了基础;同时，在北京建立了核武器研究所，进行第一颗原子弹的前期研究工作。以后又建成西北核武器研制基地，原子弹的主要研制工作转到西北基地进行;为了适应常规武器装备发展的需要，国防工业部门先后建立了一批专业研究机构以及产品设计机构，建设了38个科研单位和试验基地，形成了一支约8万人的武器装备研制队伍，初步形成了一个比较完整、配套的国防科技体系。进行这些基础性、开拓性的预先研究准备工作，包括中近程地地导弹、核潜艇和人造卫星预研基础的型号研制。
建设国防科技工业高等院校。为加强国防科技人才的培养，从建国初期解放军创办一批高等军事工程技术学院后，自1961年初到1965年，国家先后将哈尔滨工业大学、北京航空学院、成都电讯工程学院、西北工业大学、南京航空学院、上海交通大学、北京工学院、太原机械学院、军事电信工程学院、炮兵工程学院、军事工程学院划归国防科委领导，还确定北京大学、清华大学、复旦大学、兰州大学等高等院校设置特殊专业，培养军工专业人才。这些高校的许多优秀人才都成为国防科技工业的骨干力量。
1965年，国务院军工产品定型委员会批准定型的500多项产品中,自行设计的占60%左右。轻型坦克、水陆坦克、履带装甲输送车、反坦克无坐力炮、破甲弹、反坦克枪榴弹、火箭弹等相继研制成功;自动步枪、微型冲锋枪等步兵武器轻型化研制工作取得长足进展;红旗1号地空导弹等装备也仿制成功，保障了后来几次边界自卫反击战的胜利。60年代中期，歼7、强5以及与歼6配套的空空导弹完成定型生产，标志着中国掌握了超声速歼击机的整套生产制造技术。
军舰潜艇研制生产方面，重点在鱼雷快艇、鱼雷潜艇和鱼雷等水中兵器的仿制和“两艇一弹”(导弹潜艇、导弹快艇和潜射导弹)研制上。1965年，试制成功了当时近海作战迫切需要的鱼雷快艇，完成了中型常规动力鱼雷潜艇的转让制造并装备了部队;并于1966年成功制造第一条蒸汽瓦斯鱼雷、反潜护卫艇和火炮护卫舰等，使海军装备上了一个台阶。
军电装备开创了自行研制新局面，几年攻关，不仅保证了“两弹”和部分战备急需的电子计算机、新型器件，还突破了一些新技术。特别是高性能的晶体管电子计算机，使中国进入了第二代军用电子计算机的发展时期，大大增强了国防通信和电子作战能力。
到60年代中期，国防科技工业实现了常规武器装备从仿制向自行研制的过渡，常规武器品种增加、性能提高、配套显著改进。武器装备向国产化、系列化迈出了重要一步。
