1958年10月，他和一大批科學家被調去研究原子彈。起初，他們準備接受蘇聯專家的培訓，但不久，蘇聯撕毀協議、撤走專家，作為核武器研究所理論部主任和中國原子彈理論設計的總負責人，鄧稼先隻好一麵辦起“原子理論掃盲班”，親自講課、輔導並組織翻譯、學習外文資料，一麵思考原子彈研製的主攻方向。就這樣鄧稼先率領著28位平均年齡隻有23歲的新畢業的大學生，開始了向神秘的原子王國的艱難跋涉。
1964年，中國成功爆炸的第一顆原子彈，就是由鄧稼先最後簽字確定了的設計方案。在最後的時刻，他還率領研究人員在試驗後迅速進入爆炸現場采樣，以證實實驗效果。在這之後，他繼續自己艱苦的科研工作，並且最後終於製成了氫彈，在原子彈爆炸後的兩年零八個月之後試驗成功。這同別國相比，創造了世界上最快的速度。
1979年，在一次航彈試驗時，因降落傘破裂，原子彈從高空墜落地上。為了避免毀滅性的後果，他竟冒著生命危險一個人搶上前去，抱起摔破的原子彈碎片仔細檢驗，由此受到致命的核輻射傷害。盡管如此，他仍然繼續帶病工作。1985年7月30日，鄧稼先因直腸癌被強行安排住院治療。1986年7月29日，在北京逝世。
中國原子能之父——錢三強
中國核物理學家
錢三強（1913～1992），核物理學家，“中國原子能之父”，中國第一個重水反應堆總設計師，中國科學院院士，與妻子何澤慧一同被西方稱為“中國的居裏夫婦”，中國原子能事業的主要奠基人和組織領導者之一。
1913年10月16日錢三強出生於浙江紹興，他的父親錢玄同是中國近代著名的語言文字學家。1932年錢三強考上清華大學物理係。1936年，以優異成績畢業的錢三強來到北平研究院物理研究所著名的物理學家嚴濟慈所長的手下作一名助理員，從事分子光譜方麵的研究工作。
錢三強在法國
1937年錢三強留學法國，在巴黎大學鐳學研究所居裏實驗室攻讀博士學位。該實驗室是居裏夫人創建的，居裏夫人逝世後，由錒的發現者德比愛納教授任主任。但是實際上是居裏夫人的大女兒伊雷娜主持，伊雷娜是錢三強的導師。1940年錢三強獲得了法國國家博士學位。
為了使錢三強有更多的學習機會，伊雷娜讓錢三強到其丈夫約裏奧先生主持的法蘭西學院的原子核化學研究所學習，在約裏奧先生實驗室工作，不僅向先生學到科學技術，還學到他的科學思想、科學道德。這使錢三強受益終生。
1945年，32歲的錢三強與何澤慧在法國結婚，已在德國做過兩年核物理研究的何澤慧順利進入巴黎大學居裏實驗室，與錢三強成為同事。這對夫妻很快展開了全麵的分析、實驗和研究。
他們經過了數萬次的實驗、觀察和分析，觀察到了核物理實驗室曾經見到過的那種核裂變現象，他們欣悅異常。
經過反複實驗、觀測、分析，他們終於得出一個相同的結論——這是鈾核的“三分裂”。
1947年3月，錢三強撰寫的《論鈾的三分裂機製》的科學論文在法國科學院的院報上發表了。豐富的實驗數據，縝密的科學揭示，征服了眾多西方核科學家。許多核物理科學家認為，這一偉大發現，將會把人類對核裂變的認識又向前推進一步。各國新聞記者紛至遝來，他們稱錢三強和何澤慧為“中國的居裏夫婦”。
全心投入原子能事業
1948年，錢三強懷著迎接解放的心情回到祖國。從新中國建立起，錢三強便全身心地投入到原子能事業的開創。他在中國科學院擔任了近代物理研究所（後改名原子能研究所）的副所長、所長。1955年，中央決定發展本國核力量後，錢三強又成為規劃的製定人。1958年，他參加了蘇聯援助的原子反應堆的建設，並彙聚了一大批核科學家（包括他的夫人），他還將鄧稼先等優秀人才推薦到研製核武器的隊伍中。
1960年，中央決定完全靠自力更生發展原子彈後，已兼任二機部副部長的錢三強擔任了技術上的總負責人、總設計師。他傾注全部心血培養新一代學科帶頭人，在“兩彈一星”的攻堅戰中，湧現出一大批傑出的核專家，並在這一領域創造了世界上最快的發展速度。人們後來不僅稱頌錢三強對極為複雜的各個科技領域和人才使用協調有方，也認為他領導的原子能研究所是“滿門忠烈”的科技大本營。
晚年的錢三強身體日衰，仍擔任了中國科協副主席、中國物理學會理事長、中國核學會名譽理事長等職務。他一直關心中國核事業的發展，強調不僅要服務於軍用，還要供民用。1992年，他因病去世，終年79歲。
國慶50周年前夕，中共中央、國務院、中央軍委向錢三強追授了“兩彈一星功勳獎章”，表彰了這位科學泰鬥的巨大貢獻。
兩彈元勳——鄧稼先
鄧稼先（1924～1986），中國傑出的核物理學家、中國“兩彈”元勳，被譽為“中國原子彈之父”。