隨即，指揮部召開緊急會議，研究決定立即更換第三級火箭，並由北京方麵將備份的第三級火箭火速運往發射場。
中午，遠在北京的火箭專家韓厚健接到研究院總調度室緊急通知，當日13時30分，韓厚健和調度員等人一同到達機場。一架大型軍用運輸機這時已經停在了跑道的盡頭，做好了隨時待命起飛的準備。
韓厚健等人立即開始投入第三級火箭的秘密裝運工作。經過幾個小時的努力，火箭的裝運工作和安全措施完全準備妥當後，載著“長征1號”第三級火箭的大型運輸機於21時10分準時滑行起飛。
經過３個多小時的夜航，晚上，載著“長征1號”第三級火箭的大型運輸機在午夜時分安全降落在酒泉機場。
４月23日，周恩來總理發出預令：
如果一切準備工作已經做好，希望能在4月24日或25日發射。
同一天，發射陣地的火箭、衛星測試檢查工作全部結束。發射指揮部根據氣象部門的預報，認為可以實施發射，並將發射時間定為４月24日21時30分。
於是，錢學森和李福澤在發射任務書上鄭重地簽上了自己的名字，同時上報中央軍委和毛澤東批準。
“東方紅1號”衛星的發射，進入最後一天。
周恩來報告衛星發射成功
1970年4月24日上午，加注隊完成了對運載火箭一二級加注推進劑的任務。火箭和衛星進入發射前8小時的準備程序。
15時30分，錢學森與發射基地司令員商議後，向北京報道了地麵雷達站出現的情況，表示故障已經排除，不影響發射。並向北京報告說：
發射時間，初步定在24日21時到21時30分之間。
15時50分，直通中南海的紅色保密電話機鈴聲響起。錢學森急忙抓起電話，周恩來在電話裏說道：
毛主席已經批準這次發射。希望大家鼓足幹勁，過細地工作。要一次成功，為祖國爭光！
這振奮人心的號令，迅速傳遍發射場地的各個崗位。按照毛澤東的指示和周恩來的囑托，人們更加精心地進行著最後幾小時的準備工作。
就在毛澤東的指示下達不久，地麵的一個跟蹤雷達出現了不穩定狀況，連續波測量也不太同步。
錢學森立刻意識到，出現這些情況，多半是由於人們過於緊張，心理壓力太大造成的。於是，他來到發生故障的機房，非常堅定地勸說大家：
不要緊張，這如同臨陣打仗一樣，一慌就要出錯，現在最需要的是頭腦冷靜。
在錢學森的勸說和安撫下，參試人員的情緒穩定下來。他們表示故障很快就可以查明，並迅速排除。錢學森看到大家的情緒安定下來，微笑著離開。
19時50分，周恩來再次來電話詢問情況。
錢學森就火箭和衛星的情況，回答了周恩來提出的問題。並表示，盡管發射前還可能出現一些小問題，但這次發射成功是有把握的。
聽完錢學森的彙報，電話另一端的周恩來臉上露出了愜意的笑容。因為他聽得出來，錢學森對於“東方紅1號”衛星的成功發射，懷有充分的信心。
20時整，基地司令員向周恩來報告：
將要下達一小時準備的口令。預計21時發射。
然而，在報告20分鍾後，衛星檢查出了意外情況，衛星上的應答機對地麵發去的信號沒有反應。
應答機是衛星上的一個重要附件，一旦發生故障，衛星上天後將影響跟蹤測量的精度和運行軌道預報的準確性。
無奈，隻好打電話給北京，請求延長半小時的準備。周恩來同意延長半個小時的準備，並且再次強調指出：
必須把應答機的故障解決好。
此時，錢學森背著雙手，在距離發射塔百米遠的哨位旁來回踱步，他不時地停下來，凝視著即將升空的火箭與衛星。
此刻，他在思考，如果故障出在地麵還好辦；如果出在衛星本身，那事情就麻煩了，這要打開衛星艙進行檢查。
如果是這樣，時間一定會拖長。而根據氣象預報，今晚21時左右，在發射場上空雲層可能裂開，出現1個小時的“發射窗口”。
到時，衛星上的故障能否排除姑且不說，即使排除了，“發射窗口”也可能會錯過。時間在一分一分地流逝，真讓人焦促不安。
局麵總算有了轉機。經檢查，故障出現在地麵設備的一個鬆動的接頭上，從而排除了故障在衛星本身的可能性。
20時28分，應答機的故障得以排除，錢學森對著黑沉的夜空，長長地籲了一口氣。
21時整，發射指揮部向各點號，各台站下達了：30分鍾準備的預令。
緊接著高音喇叭裏響起了命令：
全體人員立即撤離現場
隨著工作人員的撤離，發射場上突然變得寂靜異常。在黑黢黢的夜空下，巨大的發射架以及寫在巨大木牌上的周恩來提出的“安全可靠，萬無一失，準確入軌，及時預報”16個火紅的大字，在燈光照射下，耀眼奪目。
這時，傳來一個振奮人心的喜訊。連日來，一直坐在電話機旁等候著發射場消息的周恩來，於21時15分向發射場全體參試人員發來了親切的問候：
請轉告今晚戰鬥在發射場上的同誌們，大家辛苦了！下一步關鍵是工作要準確，不要慌張，不要性急。要沉著，要謹慎，把工作做好，爭取一次成功！
發射場的高音喇叭播送著周恩來的親切問候。人們聽著廣播，不約而同地將目光集中在發射場的上空。
就在這時候，發射場上空的雲層，神話般地裂開一道“長廊”，並繼續向火箭即將飛行的東南方向漸漸延伸出去。
望著這奇跡般的情景，人們歡呼雀躍。凝結在錢學森心頭的一團烏雲也為之消散。
這時，發射指揮員呼叫著衛星航線上各個觀測站的名字。然後，一個接一個清脆急促的應答聲，在寧靜的夜空回響。
接著，指揮員發出了“15分鍾準備”的號令。
兩顆信號彈騰空而起。高音喇叭依舊播送著周恩來的最新囑托：“工作要準確。不要慌張，不要性急。要沉著，要謹慎，把工作做好……”
此刻，錢學森充滿信心。
這位才華橫溢的大科學家，不僅有淵博的知識，而且也具備深厚的修養。因此，他始終不急不躁，沉著冷靜，臉上總是掛著那種安詳的微笑。細心的人隻有在他踱步的節奏變化中，猜測著他內心不時蕩起的微細波瀾。為了今天，他已經度過了近2000個日日夜夜的憂思與焦慮了。現在，火箭發射在即，他的心情反而顯得平和了。因為他相信，他率領的這支年輕的航天隊伍是靠得住的；他相信，發射基地那些無所畏懼的解放軍官兵是靠得住的；他相信，經過反複測試和檢驗的火箭和衛星是靠得住的。
他對發射基地的司令員說道：
如果沒有特殊情況，建議發射0時為21時35分，不再變動了。
“同意。”基地司令員作出果斷的回答。
21時34分，發射指揮員楊恒下達了“1分鍾準備”的口令。瞬間，天空中又升起一紅一白兩顆信號彈。
1分鍾準備！
高音喇叭戛然而止，戈壁灘頓時變成無聲世界。
這時的錢學森，心頭像一潭秋水，平靜異常。他什麼也不再去想了。
1970年4月24日21時35分，當倒計時器上閃爍出“0”字時，指揮員下達了“點火”的命令。隻見操作員的手指對準了“點火”電鈕，有力地一按，豎立在發射台上的“長征1號”火箭的底部，噴射出桔紅色的火焰。
隻聽“轟隆”一聲巨響，乳白色的“長征1號”火箭，托舉著“東方紅1號”衛星，騰空而起，直向那個“發射窗口”飛去。
18秒以後，火箭開始拐彎，朝著東南方向越飛越快，轉瞬間，便在茫茫的夜空中消失。
盡管指揮部還沒有收到觀測站的有關報告，發射場的所有人員，已經響起了熱烈的掌聲和歡呼聲。
21時45分，從數千裏以外的觀測站傳來了振奮人心的聲音：
“星箭分離！”
“衛星入軌！”
21時50分，又傳來一個激動人心的消息，中央廣播事業局打來電話：
我們已經收到了我國衛星上播放的《東方紅》樂曲聲。聲音非常清晰、宏亮。
放下電話，錢學森再也抑製不住激動的心情。兩行淚水從他的麵頰上流淌下來，他顧不得去擦，便和衛星小組、導彈小組的成員們互相摟成一團。人們喊呀、唱呀，任憑淚水飛濺，任憑激情宣泄。
這是喜悅的淚水，是自豪的淚水，這是多少年來苦辣酸甜凝聚成的淚水啊！為了中華民族的航天夢，為了共和國的繁榮富強，他們不知付出了多少辛勤的汗水，不知經曆了多少艱難曲折，不知度過了多少不眠之夜。今天，終於如願以償了！
此時的北京中南海，也同大西北戈壁灘上的航天城一樣不平靜。
22時正，周恩來的電話鈴響起。周恩來迅速拿起話筒，傳來了羅舜初將軍激動的聲音：
總理，衛星與火箭分離正常，衛星已經入軌了！而且，現在已經收到了衛星播放的《東方紅》樂曲聲！
周恩來說：
好，很好！我馬上向主席報告，準備慶祝！
一向善於控製感情的周恩來，此時，也喜形於色。緊接著，周恩來抓起直通毛澤東的電話耳機，高聲說道：
主席，衛星發射成功啦！“我們也要搞人造衛星”的願望實現了！
毛澤東聽到消息後，一下子將煙蒂摁到煙灰缸裏，高興地說：
好，太好了！恩來，準備慶賀！
22時20分，周恩來又給發射基地打來了電話：
衛星發射成功了，我向大家表示祝賀。請你們將《東方紅》樂曲的錄音帶複製一部分，把衛星運行的軌道繪成圖，把運行時間列成表。把這一切立即分送給中央各位領導同誌。
最後，周恩來用興奮的語氣說道：
基地的有關領導和專家，明天請回北京來彙報。