1966年7月17日——19日，基地召開第二屆學習毛主席著作積極分子代表大會。大會追認已犧牲的戰士王來為基地學習毛主席著作的標兵。
1966年8月5日，基地執行“霹靂1號”“空一空”導彈實彈打靶訓練時，一架空軍殲-6飛機的發動機突然爆炸，飛機起火墜毀，飛行員跳傘安全著陸。
1966年8月9日-9月15日，五枚“東風2號甲”“地一地”導彈在基地連續發射，均獲成功，為“兩彈結合”試驗奠定了基礎。
1966年8月，三枚“和平2號”固體燃料氣象火箭在基地先後發射，皆因火箭剛度和強度不夠，導致火箭頭部折斷，飛行試驗失敗。
1966年9月1日，基地組織第二次開荒大生產運動。至1967年春，基地官兵共投入十九萬個勞動日。
1966年9月28日，工程兵一零九團在基地2號場地“偏二甲肼”地下庫房作業，因通風不良，電焊引起空氣中汽油分子爆炸，造成七人受傷，一人死亡。
1966年10月7日，“東風2號甲”“地一地”導彈的安全自毀係統空爆試驗在基地進行，獲得成功。
1966年10月8日，周恩來主持召開專委會，聽取國防科委副主任張震寰關於“兩彈結合”試驗的準備工作彙報。10月20日，中央專委在人民大會堂福建廳召開會議，周恩來、葉劍英、聶榮臻等再次聽取“兩彈結合”試驗準備工作情況彙報。
1966年10月25日，聶榮臻親臨基地指揮“兩彈結合”發射試驗，接見了參加“兩彈結合”的全體科技人員。
1966年12月27日，“東風2號甲”導彈運載核彈頭的“兩彈結合”試驗，在基地50號發射場一舉發射成功。這是世界上唯一一次陸上核試驗，標誌著中國從此有了用於實戰的核導彈。
1966年12月25日，聶榮臻到基地主持“東風3號”“地一地”導彈的發射。26日，“東風3號”導彈在新建的2號發射場發射起飛。導彈飛行到一百一十一點二三秒時，導彈發動機提前關機，隻取得主動段試驗參數。
1967年5月9日，“紅旗3號”“地一空”導彈獨立回路遙測彈在基地進行飛行試驗，一舉成功。
1967年6月6日，基地參謀長徐明少將被認定為“叛徒”，被強令停職審查和行政看管。6月13日，中央軍委得悉後迅即指示基地：1.徐明問題由基地黨委組成專案小組調查核實，群眾不要貼大字報，不要開大會批鬥；2.基地地處邊疆，戰備和試驗任務繁重，必需堅持正麵教育、不搞“四大”的方針，保持部隊穩定和正常指揮；3.所有人員必須堅守崗位，不得以任何理由擅離職守，外協人員不準在基地搞“四大”，不準進行串聯。
1967年7月14日，基地和田測量站戰士李再林在搜索導彈殘骸中，因迷失方向而獻出生命。基地追認他為中共正式黨員，並追記二等功。
1968年1月20日，國防科委批準基地自建一所中學。
1968年6月10日，基地工兵團少數人煽動“造反”，揪鬥該團團長，並將團長毆打致傷。
1968年12月27日，基地在零下30-45攝氏度環境下進行“東風3號”導彈全武器係統低溫試驗。經七次試驗表明，導彈可在低溫環境下使用。
1969年4月11日，基地“清理階級隊伍”工作開始。一是舉辦幹部學習班，二是相互揭發和自我交代，三是對“有問題的人”立案審查。最後二十八人被定為敵我矛盾。
1969年8月27日，基地黨委常委第一百三十五次會議決定：動員東風場區的隨軍家屬和職工家屬返回老家參加生產勞動，無家可歸或返回老家有困難者，擬在甘肅金塔、酒泉、張掖、永昌等地農村插隊落戶。10月底，首批四百五十七戶返鄉。
1969年11月8日——11日，應基地司令員李福澤邀請，錢學森到基地就選擇衛星、飛船發射場和宇航員訓練問題交換意見。
1969年11月12日，栗在山政委傳達黃永勝、吳法憲關於“基地要盡快搬遷疏散、早做打仗準備”的指示。18日，基地黨委頒發《關於迅速疏散家屬返鄉，限期撤離場區的指示》。