钱三强长期参与中国科学院的领导工作，为科学院的工作决策和长远发展，在诸如建立、健全学术领导，扩大全国科学界的广泛联系，建立研究生制度、学位制度、科学奖励制度，开展国际学术交流与合作等方面，起了很大推动作用，做出了重大贡献。
１９４９年冬的一天，浙江大学物理系主任王淦昌，收到了一封来自北京的信。信中内容是邀请他到中国科学院近代物理研究所从事核物理学方面的研究工作。发信人署名：钱三强。
１９５０年４月，两位核物理学家——王淦昌和钱三强的手紧紧地握在了一起。
在给王淦昌写信的同时，钱三强来到清华园彭桓武教授的住地，动员他到近代物理所专职从事科学研究工作。
在钱三强的组织下，一大批科学家在近代物理研究所聚集，他们中间有实验核物理学家、宇宙线和加速器专家赵忠尧、肖健、杨澄中、陈奕爱、戴传曾、梅镇岳、张文裕、汪德昭、谢家麟、李整武、郑林生、丁渝、张家骅；理论物理学家邓稼先、胡宁、朱洪元、金星南、王承书；放射化学与理论化学家杨承宗、郭挺章、肖伦、冯锡璋；计算机和真空器件专家夏培肃、范新弼；这批科学家和已在所内的科学家王淦昌、彭桓武、何泽慧等，均是我国核科学各个领域的带头人。研究所还在高等院校、科研单位中，调入了一批专业对口或专业相近的科技人员，他们是金建中、李寿楠、忻贤杰、黄祖洽、陆祖荫、于敏、叶铭汉、徐建铭、*********、胡仁宇、唐孝威等。
到１９５５年，近代物理所已从原来的十几人，增加到１００多人。在聚集人才的基础上，钱三强又根据周恩来总理的批示和事业发展的需要，开始有计划地抓人才培养，安排了很强的力量，协助北京大学（由胡济民、虞福春、朱光亚、卢鹤绂负责）、中国科技大学（由赵忠尧、杨承宗等负责），先后办起了技术物理系、原子核物理系和放射化学系；同时，支持清华大学（由何东昌负责）创办了工程物理系，为我国核科学和核工业的崛起，造就了一批批后备军队伍。
在钱三强的领导和精心组织下，只用了约５年时间，研究所就在许多领域取得了不少重要成果，造就了一批人才，获得了两项中国科学院奖金（自然科学部份），为未来事业的发展，迈出了坚定的步伐，奠定了良好的基础。
致力于发展我国核科学技术事业的钱三强，这时也从党的“知心朋友”成为党组织中的一员。１９５４年１月２６日，钱三强同志光荣入党的喜讯被郭沫若院长得知后，他非常兴奋，欣然提笔写下马克思的名言：“在科学领域内，没有平坦的道路可走，只有在那崎岖的小路上攀登不怕劳苦的人，才有希望达到光辉的顶点。”赠与钱三强，并表示祝贺。
决定命运
１９５０年１０月，美国的炸弹扔到了鸭绿江边。毛泽东思考了３天３夜，毅然决定派遣中国人民志愿军抗美援朝，保家卫国。
尽管直到１９５３年７月２７日美国在停战协定上签字时也没能投下原子弹，但在战场和谈判桌上，美国却不止一次地挥舞着核大棒，对中朝人民进行赤裸裸的讹诈和威胁，妄图把世界推向核战争的边缘。
面对美国赤裸裸的恫吓和威胁，毛泽东的回答是：“美国的原子讹诈，吓不倒中国人民。”
不久，以毛泽东为首的党中央毅然作出发展原子能事业的战略决策。
１９５５年１月１５日，中央召开了书记处扩大会议，专门研究发展我国原子能事业。
钱三强热切盼望并积极推动的中国原子能事业从此拉开序幕。
１９５６年１１月１６日，第一届全国人大常委会决定，成立主管原子能工业的第三机械工业部（１９５８年２月改为二机部），宋任穷任部长，刘杰、袁成隆、刘伟、雷荣天、钱三强被任命为副部长。
尊严和骨气
１９５７年１０月１５日，中国和苏联在莫斯科签订了《国防新技术协定》。协定规定，苏联援助中国研制原子武器，其中包括向中国提供原子弹的教学样品和图纸资料。
１９５８年９月２７日，苏联援建的反应堆和加速器正式移交我国使用，现场举行了隆重的移交典礼。从此，中国有了一个综合性的原子能科学技术研究基地。该基地由中国科学院物理研究所更名为中国科学院原子能研究所，仍属二机部和科学院双重领导，钱三强任所长。人们称它是我国原子能事业建设和发展的“老母鸡”。
１９５８年７月３１日，赫鲁晓夫访华，提出建立长波电台和联合舰队的建议，显示出要在军事上控制中国的意图，遭到毛泽东的严辞拒绝。毛泽东说：“我们再也不想让任何人利用我们的国土来达到他们自己的目的。”然而随之而来的是，苏联政府以种种借口拖延《国防新技术协定》的执行。
１９５９年６月２０日，苏共中央致信中共中央，以苏联与美国、英国等西方国家正在谈判关于禁止试验核武器的协议，赫鲁晓夫与艾森豪威尔将在戴维营举行会谈为由，提出暂缓按协定向中国提供原子弹教学模型和图纸资料。
１９６０年８月２３日，在中国核工业系统工作的２３３名苏联专家全部撤走回国，并带走了重要的图纸资料。
针对赫鲁晓夫的背信弃义，毛泽东气愤地说：“要下决心搞尖端技术，赫鲁晓夫不给我们尖端技术，极好！如果给了，这个账是很难还的。”
周恩来总理坚定地表示：“我们中华民族是有骨气的民族，也是有智慧的民族，没有什么力量能压服我们，也没有什么事情会难住我们。”
１９６１年７月１６日，中共中央发出《关于加强原子能工业建设若干问题的决定》，指出：为了自力更生突破原子能技术，加速我国原子能工业的建设，中央认为有必要进一步缩短战线，集中力量，加强有关方面对原子能工业的支援。
身为二机部副部长兼中国科学院副秘书长和原子能研究所所长的钱三强，承担着各相关技术协作项目的具体组织领导工作。他说：“作为一个有爱国心的知识分子，此时此刻心里是什么滋味，很清楚，这对于中国的原子核科学事业，以至于中国历史，将意味着什么。前面有道道难关，而只要有一道攻克不下，千军万马都会搁浅。真是这样的话，造成的经济损失且不说，中华民族的自立精神将又一次受到莫大创伤。但是，历史的进步客观存在。中国已经改朝换代，尊严和骨气再也不是埋在地层深处的矿物。”
黄金时代
一天，宋任穷部长对钱三强说：“三强同志，你过去主要抓原子能所的工作，现在你要有一半时间坐在部里，在部里二楼原来苏******顾问的办公室里，主要做出主意和选调技术人员提名方面的工作。”接着他意味深长地说：“你把名点出来，配备了人员，我到东北去也就放心了。”从
此，钱三强搬到了前苏联专家总顾问的办公室。以前，他每周５天在原子能研究所，１天在二机部；现在，这个时间安排倒了过来，每周５天在二机部上班，１天回原子能研究所处理工作。
这是钱三强最繁忙、心情也最舒畅的日子。他说：“曾经以为是艰难困苦的关头，却成了中国人干得最欢、最带劲、最舒坦的黄金时代。”
从１９５９年至１９６５年７月，原子能研究所调给外单位的科学技术人员共计９１４人，其中正副研究员、正副总工程师２８人，助理研究员、工程师１４７人，研究实习员、技术员７１２人。与此同时，还为部内兄弟单位培训了１７０６名科学技术干部；加上１９５８年以来为高等院校等单位培训的１１８５名科学技术人员（包括到该所实习的研究生和大学生），和为全国各省市培训的９７６名放射性同位素应用人员，共输送和培训了４７８１名科学技术人员。这些人员多数都成为我国“两弹”攻关和核科研中的中坚力量。
曾有人说过：在中国研制“两弹”的悲壮进军中，原子能研究所是“满门忠孝”。
１９６４年１０月１６日１５时，中国第一颗原子弹爆发出惊天动地的巨响。
中国，这个世界上最先发明火药的民族，这个１００多年来屡受欺侮却又不甘沉沦的民族，终于走进核时代的大门，迎来让所有炎黄子孙都扬眉吐气的时刻。
１９６７年６月１７日清晨，一架被人称作“空中美男子”的轰－６飞机从马兰机场腾空而起，迎着初升的太阳飞向罗布泊核试验场。
８时２０分，这架由机长徐克江驾驶的轰炸机在靶标上空投下了一颗氢弹。
刹那间，一片白光亮彻天宇，罗布泊上空出现了一颗比太阳更亮的火球。
我国第一颗氢弹爆炸成功，距１９６４年我国第一颗原子弹爆炸，只有２年零８个月。
在世界有核武器的国家中，从第一颗原子弹爆炸到第一颗氢弹爆炸，美国用了７年零３个月，苏联用了６年零２个月，英国用了４年零７个月，而法国１９６０年就爆炸了原子弹，１９６８年８月 ２４日才进行了第一次氢弹试验。我国只用了两年多时间，以最快的速度完成了从原子弹到氢弹这两个发展阶段的跨越。
“面对我们的骨灰，高尚的人将洒下热泪”
中国原子弹、氢弹爆炸成功之后，西方媒体在震惊之余，往往想当然地去猜测谁是中国的“原子弹之父”、“氢弹之父”。
１９６５年８月，法国《科学与生活》６月号《在中国科学的后面是什么？》一文中写道：“中国的科学研究工作是由中国科学院领导的。北京原子能研究所的领导人是曾在巴黎大学Ｓｏｒｂｏｎｎｅ部学习过的物理学家钱三强博士。他才是真正的中国原子弹之父。”
１９６７年中国第一颗氢弹爆炸成功的第二天，法国