趕赴東北實地調研
中央工作會議前後，鄧小平相繼出席了毛澤東、劉少奇主持召開的討論三線建設問題的中央政治局常委、中央書記處書記和各中央局第一書記參加的各種會議。他在各種會議上，均表示讚同毛澤東開展三線建設的決斷，並在工作中積極付諸實踐。
鄧小平對毛澤東關於開展三線建設的思想不僅深刻理解，而且進行了多方麵的闡釋。他在會議上多次說：搞建設不但要有五年計劃，而且應該有長遠計劃，即使很粗糙也是必要的。他說，搞計劃就要考慮一、二、三線問題。原來，我們隻提沿海與內地的關係，“現在看來，內地也有二線、三線問題”。我們以前設想的計劃，對農業、國防、文教的投資，雖然都沒有完全滿足，但注意得是比較好的。可是對基礎工業、對三線就注意不夠了。現在毛主席提出我們對三線建設注意不夠，對基礎工業注意不夠，這是一個需要注意的重要問題，這方麵要增加投資。
他舉例說：攀枝花鋼鐵工業基地建設，隻能打“殲滅戰”。要先修鐵路，還要買一套氧氣煉鋼技術設備。買專利是很合算的。現在的鋼鐵聯合企業，我們如果能夠又買設備，又買專利，那就來得快。買設備可以有選擇，不要買整套設備。對“三五”和今後的長期計劃，一定要注意到毛主席所說的“兩個拳頭，一個屁股”，要加強基礎工業建設。“為應付各種情況，要有一、二、三線的配備，工業布局一定要注意到後方。”
1964年6月19日，鄧小平在共青團九大上的報告中，就提出要搞民兵，要全民皆兵，準備開展三線建設。他說：我們所謂準備，也包括原子彈這個東西在內，但是我們不靠這個東西，這個東西純粹是一種防禦性質。“我們所謂在戰略上估計到一切的情況，做好各種情況的準備。”他們來了，無非占我們一塊地方，我們在那個地方就跟它鬥嘛。“有了這樣的準備，再加上我們在經濟上更加發展，物質方麵做更多的努力，有備無患，就沒有什麼可怕的。”
中央工作會議剛一結束，毛澤東坐鎮北京指導，周恩來具體組織，劉少奇、朱德、鄧小平等趕赴外地，傳達落實中央工作會議決策開展三線建設的精神，實地進行高級調研的活動也隨之展開。按中央統一安排，鄧小平和李富春、薄一波、蔡暢等趕往東北地區進行調查研究。這次東北之行，實際上是鄧小平到“一線”地區了解情況，為隨後參與指導實施三線建設戰略決策所做的第一次重要調查研究。
6月26日，鄧小平在視察遼寧沈陽市機械工業生產情況時指出，機械工業要實行專業化生產和協作。他循循善誘地講述了工業企業搞專業化生產的好處，指出組織專業化生產，可以降低成本，提高質量，產量也可以增加一倍。沒有專業化，先進技術就不可能發展。對如何搞好專業化生產，他提出要把分散在各分廠的通用車間適當集中起來，組織專業化生產。要把整個機械工業的鑄造、鍛造集中起來搞幾個鑄鍛廠，要以一個條件好的鑄鍛廠作為基礎，把其他廠組織進來，以那個廠為基礎搞專業化，先要保證它的需要。
針對當時遼寧機床工業產品落後、精密機床少的情況，鄧小平明確地提出要在兩三年內，把沈陽機床一、二、三廠改造成精密機床廠。他站在全局的高度，精辟地分析了當時全國機械工業麵臨的問題和今後的發展方向。他認為，目前通用機床的品種太單調，精密的太少，是機械工業的主要問題，解決這一問題的關鍵就是要做好機械工業的改組、調整和改造，以適應開展三線建設的迫切需要。
鄧小平非常關注遼寧大中型企業，對新中國最大的鋼鐵企業——鞍山鋼鐵公司更是尤為關注。因為開展三線建設，離不開鋼鐵工業的發展。早在20世紀60年代初期，鞍鋼生產進入調整時期，調整工作的重要內容之一就是貫徹鄧小平主持製定的《國營工業企業工作條例（草案）》（“工業七十條”），進行企業整頓。1964年7月3日，鄧小平一行來到鞍鋼，檢查鞍鋼的經濟調整工作。他說：“鞍鋼貫徹‘工業七十條’，要和貫徹‘鞍鋼憲法’結合起來。企業無論如何要有個製度，有個規矩，有個約束的東西。”他還進一步告誡說：大企業、現代化企業也要革命。“要自力更生，搞技術革新和技術革命，真正的革命是思想上的革命。”後來的事實表明，鞍鋼乃至於遼寧大中型企業，為支援三線建設作出了重大貢獻。
1964年7月10日至11日，鄧小平來到農業大省吉林省。他先後視察了第一汽車製造廠、吉林化學工業公司、豐滿發電廠等地方。在聽完省委工作彙報後，他指出：“要把發展生產力放在各項工作的首位，管理要改善，生產要增加，包括技術革命，發揮生產積極性。”要以農業為基礎，工業為主導。他針對有的企業非生產人員比例大、企業效率低的問題強調指出，把編外人員統統減下去，可以建立正常的生產秩序，提高勞動效率。不搞這一條，經濟核算沒有辦法搞。他在談到綜合利用問題時說，先搞收益大、可以積累資金的。投一筆錢，不動它，專款專用。省裏投的錢，賺回的錢歸省，一兩年就把投下去的錢拿回來了，用這個錢又去搞綜合利用，搞第二個第三個，搞“驢打滾”的辦法。要選容易搞、收益大、能盡快收益的，投一筆錢，就用這個錢去滾。先選一項，搞這一項就準備搞第二項，要有規劃有設計。
在黑龍江，鄧小平格外關心大慶油田，他對大慶油田的開發建設傾注了許多心血。他一再詢問油田麵積擴大沒有，可采儲量增加了多少。他十分關心大慶油田的外圍和深層勘探工作。他在視察時，詳細聽取了勘探工作的彙報，並詢問：現在井打多深，下麵有沒有油？他還詳細了解了鑽機、鑽頭等情況。聽彙報時，他站起身來，伏在東北地區地質圖上仔細地觀看。當聽到華北古潛山找油和新疆、四川打深井時，他說：要打7000米深井。當了解到有的國家6000米鑽機還有一些缺點時，他說：“買美國的，還是他厲害，要快。”以後他又3次說到要買鑽機。
大慶油田每口井產油多少？年產量能達到多少？能產多少時間？鄧小平每次到油田都問得十分詳細。他曾先後兩次視察過油田的標杆班組——李天照井組。他讓工人打開采油樹閥門，看看噴油情況，他高興地說：“你們管理得真好，我看了兩次，出油都很好，你們要為社會主義出大力氣，為國家爭光。”當聽到煉油廠在1963年底已建成年處理量100萬噸的第一套常減壓及其配套工程，並做到4個一次成功時，他非常高興，連聲稱讚：好！好！