10月8日導(dǎo)彈研究院成立，下面設(shè)立了10個研究室。

1958年6月10日，中共中央通知，為了加強(qiáng)黨的一元化領(lǐng)導(dǎo)，決定成立直屬中央政治局的科學(xué)小組，聶榮臻為組長。

聶榮臻在工作實(shí)踐中感到，要統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)光有黨內(nèi)措施還不夠，必須在行政上也采取有力措施。

為此，3個月后，他向彭德懷匯報：鑒于國防尖端科研工作已經(jīng)在軍隊和地方的研究機(jī)構(gòu)、院校、工業(yè)部門廣泛展開，單靠航委領(lǐng)導(dǎo)，已難以勝任，建議在航委的基礎(chǔ)上，充實(shí)力量，改組為統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)國防科研工作的行政領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)。

彭德懷表示贊成，要聶榮臻代軍委起草向中央的報告。

在聶榮臻起草的報告中說：“國防科學(xué)技術(shù)的研究已經(jīng)掀起了一個高潮，并且獲得了一定的成就。

但是也出現(xiàn)了一些問題：有些相同的項目，幾個單位都在設(shè)計和試制；各研究機(jī)構(gòu)之間互通情報交流經(jīng)驗(yàn)不夠；試制趕不上設(shè)計；設(shè)計、試制和使用單位之間缺乏必要的聯(lián)系等?！?/p>

為了發(fā)揮各方面的積極因素，統(tǒng)一組織力量，把研究設(shè)計、試制和使用三方面緊密結(jié)合起來，加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)、規(guī)劃協(xié)調(diào)，并進(jìn)行監(jiān)督檢查，“建議把原國防部航空業(yè)委員會的工作范圍加以擴(kuò)大，改為國防部國防科學(xué)技術(shù)委員會(簡稱國防科委)，在軍委、中央科學(xué)小組領(lǐng)導(dǎo)下工作?！?/p>

10月16日，中央批準(zhǔn)了軍委的報告。

國防科委以聶榮臻為主任，陳賡為副主任，以后又增加了劉亞樓、張愛萍、萬毅為副主任。

國防科委在中共中央、國務(wù)院、中央軍委領(lǐng)導(dǎo)下，對國防科技工作負(fù)全面領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任。

在導(dǎo)彈研究機(jī)構(gòu)建設(shè)方面，到1957年，聶榮臻曾先后18次召集各有關(guān)方面負(fù)責(zé)人開會，商討為五院繼續(xù)選調(diào)科技骨干、黨政骨干、大學(xué)畢業(yè)生。

到1961年，五院不僅已有數(shù)以百計的科學(xué)家和研究骨干，還有大中專畢業(yè)生數(shù)千人，轉(zhuǎn)業(yè)復(fù)員軍人數(shù)千人。

這支隊伍為五院建設(shè)奠定了最重要的基礎(chǔ)。

五院下設(shè)第一、第二分院。

1961年成立第三分院。

1964年成立第四分院。

這4個分院，分別從事各型導(dǎo)彈的研制工作。

原子能研究方面，組建機(jī)構(gòu)和組織隊伍的工作，開始主要是由薄一波為主任的國務(wù)院第三辦公室負(fù)責(zé)的，聶榮臻作為原子能三人領(lǐng)導(dǎo)小組的成員之一，參與了領(lǐng)導(dǎo)。

首先，1956年，在他參與領(lǐng)導(dǎo)起草的12年科學(xué)規(guī)劃中，把原子能研究列為第一項重點(diǎn)任務(wù)；同期，由他主持制定的12年國防科研規(guī)劃，提出了原子能在軍事方面應(yīng)用的具體目標(biāo)：原子彈的研究與和平利用原子能研究相結(jié)合；原子彈縮小體積，應(yīng)用于導(dǎo)彈、炮彈、魚雷作彈頭；研制應(yīng)用于潛艇、遠(yuǎn)程轟炸機(jī)的反應(yīng)堆；研制可用于軍隊的小型原子能發(fā)電站。

1956年11月，由宋任窮任部長的原子能工業(yè)部(當(dāng)時稱三機(jī)部，1958年改稱二機(jī)部)成立，聶榮臻積極支持中國科學(xué)院物理研究所參與三機(jī)部的原子能研究工作。

1956年、1957年，聶榮臻確定在哈爾濱軍事工程學(xué)院設(shè)立原子彈、導(dǎo)彈專業(yè)，以后報經(jīng)軍委批準(zhǔn)，擴(kuò)大成系，為“兩彈”研究培養(yǎng)人才。

1958年1月，中央批準(zhǔn)在中國西北地區(qū)建立7個原子能工廠和設(shè)計所，急需大批人才。

聶榮臻請有關(guān)方面積極為原子能工業(yè)部選調(diào)了一批急需的人才，從而加快了原子彈的研制進(jìn)程。

1958年6月18日，聶榮臻召集蘇振華、羅舜初、張勁夫、劉杰、錢學(xué)森、王諍、萬毅、安東等開會，討論研制導(dǎo)彈核潛艇的問題。

他在會上確定：由海軍、一機(jī)部、二機(jī)部、五院共同提出研制核潛艇的具體方案，由航委抓總協(xié)調(diào)。

方案很快提出來了，聶榮臻認(rèn)為可行，即轉(zhuǎn)報中央。

8月，中央批準(zhǔn)了這個方案。

聶榮臻對核潛艇的研制工作，始終關(guān)懷鼓勵。