1957年12月，誌願軍第二十兵團副司令員孫繼先奉命從朝鮮回國，接受組建導彈試驗靶場機構的任務，並參加靶場的選址勘察工作。
1957年12月30日，以列.米.蓋杜柯夫為首的蘇聯專家組來華，幫助中國進行導彈試驗靶場的勘選工作。中央軍委特責成聶榮臻組織導彈試驗靶場勘察小組。其成員有炮兵司令員陳錫聯上將、工程兵司令員陳士榘上將、鐵道兵司令員李壽軒中將、總後勤部副部長張令彬少將、海軍副司令員羅舜初中將、空軍副司令員周彪中將、空軍參謀長張廷發少將、總參作戰部部長王尚榮中將、總參裝備部部長萬毅中將、通信兵部副部長江文少將、聶榮臻的秘書安東少將等。中蘇兩國專家在北京研究分析了選擇靶場的條件及其地理、經濟、自然等特性。張貽祥率領勘察人員與蘇聯專家一起，首先對東北的海拉爾、索倫和華北的赤峰、二連等地區進行了空中勘察。蘇聯專家認為上述地區不適宜建立陸上導彈試驗靶場，提出在中國西北地區重新勘選靶場。
1958年1月15日，中蘇雙方共同擬定了《勘察地區調查提綱》。18日，陳錫聯率領陸上導彈試驗靶場勘察隊從北京飛赴蘭州，分別對寧夏銀川以西、甘肅民勤以北等地區進行了靶場選址勘察。參加了此次勘察工作的有王尚榮、周彪、孫俊人、張貽祥、袁學凱、孫繼先以及十七名蘇聯專家。
1958年2月3日，蘇聯專家尤.費.吳斯和維.依.貝拉耶夫率領蘇聯專家導彈試驗靶場設計專家組到北京。
1958年2月26日，毛澤東對中央軍委關於選擇綜合導彈試驗靶場的報告作了批示：“小平同誌，此件請書記處處理。”1958年3月3日，中央書記處總書記鄧小平在綜合導彈試驗靶場勘察報告上簽署了意見：“書記處已同意。”至此，中央正式批準在額濟納旗地區創建中國第一個陸上綜合導彈試驗靶場。
1958年3月6日，黃克誠批準誌願軍二十兵團直屬部隊撤離朝鮮，回京負責組建靶場機構工作。四天後，二十兵團從朝鮮起程回國。
1958年3月7日，陳士榘、孫繼先、張貽祥、李壽軒與蘇聯專家組組長蓋杜柯夫等共十四人乘專機赴酒泉，研究靶場首區定位問題。3月11日—4月11日，陳士榘率領勘察委員會對鼎興以北、額濟納旗地區進行導彈試驗靶場工程定點勘察。在蘇聯專家的幫助下，確定了“地一地”、“地一空”、“岸一艦”導彈發射試驗的技術陣地、發射陣地和各個測量站等。
1958年3月13日，蘇聯專家組製定了《火箭武器試驗靶場的地區選擇和設計的戰術技術要求》，明確提出了試驗靶場的任務。該文件作為靶場各點號選址布站和設計的依據，指導靶場的勘建和基地組建工作。
1958年4月，中央軍委批準成立導彈試驗靶場特種工程指揮部，以誌願軍十九兵團、工程指揮部、後勤部二分部為基礎。陳士榘上將任司令員兼政委，曾旭清少將任副司令員，黃文明少將任副政委，趙東寰少將任參謀長，姚國民少將任政治部主任，代號7169部隊。中國第一個導彈發射基地興建工作在甘肅酒泉正式啟動。
1958年9月10日，蘇聯幫助中國設計的0029特種工程首區總體工藝設計和初步設計圖紙資料基本完成，大部分圖紙資料於9月中旬交付中國。9月12日，靶場特種工程設計技術委員會在北京成立。陳士榘任主任，唐凱、葛秀峰、況玉純、李兆翔、江文等任委員。
1958年10月11日，誌願軍第二十兵團正式更名為“中國人民解放軍第二十訓練基地”，對外代號0029部隊。孫繼先任司令員，栗在山任政委，李福澤、張貽祥、林毅任副司令員。
1958年10月27日，彭德懷赴西北視察，途徑酒泉，在酒泉機場聽取陳士榘、孫繼先關於靶場施工情況彙報。
1959年3月25日，以阿.裏.羅金為首的靶場蘇聯專家組抵達北京，孫繼先、李福澤等接見了蘇聯專家組。5月21日，國防科委副主任羅舜初和李福澤會見蘇聯專家組組長羅金等，初步確定了利用基地現有設備，進行“岸一艦”導彈陸上試驗的方案。
1959年6月20日，以羅金為首的蘇聯專家為基地編寫了《靶場暫行條例》，闡明了導彈試驗靶場的任務、組成和各部門的工作職責、導彈試驗程序以及靶場與有關部門的相互關係等。
1959年8月22日，第一枚蘇製“地一空”導彈—543導彈在基地發射成功。