張勁夫回憶說：在導彈上裝原子彈，特別是氫彈頭。這項工作很關鍵的問題是要有高能炸藥，就是彈頭不能太重了，太重就發射不遠。要發射得遠，彈頭要有重量最高限度。科學院大連化學物理研究所在甘肅專門建立了一個分所，與五機部一個所協作，專門研究高能炸藥。經過不斷的地麵試驗，最後把高能炸藥的關攻破了，能夠使我們的導彈帶上原子彈、氫彈，發射得很遠很遠，成為戰略火箭，就是帶有核彈頭的戰略導彈。
用於核導彈的就是“東風2A號”火箭。在解決原子彈的小型化之後，試製核導彈的條件已經具備。
錢學森嚴字當頭，對核導彈的細節都提出嚴格的要求。核導彈按部就班進行了一係列地麵測試之後，在裝上核彈頭之前，還要進行沒有核彈頭的發射，這叫“冷試驗”。錢學森兩度飛往酒泉發射基地，親自對進行“冷試驗”的導彈進行仔細檢査。錢學森特別注意對相關協作單位製造的元件、部件進行嚴格的檢査。他強調，不可有任何的疏忽，一根沒有焊好的電線，一個不合規格的元件，都可能造成嚴重的事故。
酒泉導彈發射基地的一位新戰士，受到了錢學森的表彰。
這位新戰士發現彈體內有一根大約五毫米長的小白毛，擔心因此造成通電接觸不良，就用鑷子夾、細鐵絲挑，都未能取出小白毛。最後，戰士用一根豬鬃終於挑出了小白毛。錢學森把這根小白毛小心翼翼包起來，帶回北京，希望從事“兩彈結合”的科研人員都向那位新戰士學習。
聶榮臻元帥也非常嚴格。據聶榮臻秘書範濟生回憶：在導彈總裝車間，零部件小到一顆螺絲釘，都是有嚴務格數量的。有一次，聶總聽組裝人員無意中說：“導彈組裝1966年錢學森在基地協助聶榮臻元帥主持兩彈結合飛行爆炸試驗時，最後發現少了一顆小螺絲釘。”有人主張全部拆卸開找，有人認為費了大力才組裝起來，為一顆小螺絲釘不值得再大折騰，不會出什麼問題，或許掉在地上了，根本沒有落在導彈內。聶總當時正在病中，聽說這件事後立即要我陪同張愛萍同誌趕赴導彈總裝基地“坐鎮”。我們遵照聶總指示，一直坐在總裝車間，直到把這顆螺絲釘找到，聶總這才放心地同意按期發射。後來，聶總以此事為例告誡我們：“科學就是科學，來不得半點虛假和馬虎。”
核導彈的試射方案製定出來了。此前，美國和蘇聯試驗核導彈，是從自己的國土上往大洋裏打。中國雖然有著遼闊的海岸線，可是當時的中國海軍還不夠強大，中國的核導彈不能往大洋裏打。所幸中國是幅員廣大的大國，選擇了在自己的國土上試射核導彈，這在世界上是絕無僅有的。經過反複研究，確定核導彈從酒泉基地射向894公裏之外的羅布泊。
1966年6月30日，周恩來總理在訪問羅馬尼亞、阿爾巴尼亞後，由巴基斯坦拉瓦爾品第回國，他在途中於14時40分在酒泉導彈試驗場降落，親自檢査這次核彈與導彈結合飛行試驗的各項準備工作。
雖然兩次“冷試驗”都圓滿成功，但是那畢竟隻有兩次，並不能保證“熱試驗”萬無一失。按照預定的彈道，核導彈要從蘭新鐵路飛過，那裏附近有五萬居民。周恩來總理問，核導彈落在那裏的可能性有多大？科研人員經過計算，回答說：概率為十萬分之六。畢竟還有十萬分之六的可能性呀。周恩來總理指示，這次發射一定要嚴肅認真、周到細致、穩妥可靠、萬無一失。為了要保險，必須臨時全部撤離這五萬居民。另外，周恩來還指示，要對發射之後核導彈偏離預定軌道，做出預案——導彈上的安全係統將自動啟動，在空中把核彈頭炸成碎片，防止原子彈爆炸。
196碎10月8日、200，周恩來兩次主持中央專委會會議，專門討論這次兩彈結合試驗。周恩來強調，這類試驗，美國和蘇聯規在海上進行的，我們在本lUc陸上進行，一定不能Hi亂子。錢學森曾經這樣回憶周恩來總理：那個時候周恩來總理抓我們這項工作，他提出來做這項工作的16個字方針，16個字就是“嚴肅認真、周到細致、一絲不苟、有錯必究”，而且要達到這個要求，他又說有三高的要求，三個高字：第一個高是“高度的政治覺悟”，第二個高是“高度的組織紀律性”，第三個高是“高度的科學性”。