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五十年代，為了保衛新生的人民政權，黨中央在大力發展國防科技工業生產能力的同時，審時度勢，積極發揮社會主義體制優勢，著手建立和完善國防工業體系和國防科研體系，為之后國家大規模三線建設的開展奠定了堅實的基礎。
國防工業體系的建立
新中國成立后，在建設、發展國防科技工業的過程中，逐步形成了由黨中央、國務院、中央軍委集中統一領導，科研、生產、使用相結合，統籌規劃的領導體制。隨著國防科技工業的發展壯大，以及國內政治環境和社會經濟情況的變化，國防科技工業領導體制也不斷調整和改變。
新中國成立后，在建設、發展國防科技工業的過程中，逐步形成了由黨中央、國務院、中央軍委集中統一領導，科研、生產、使用相結合，統籌規劃的領導體制。隨著國防科技工業的發展壯大，以及國內政治環境和社會經濟情況的變化，國防科技工業領導體制也不斷調整和改變。
二機部與一機部合并
1956年初，我國生產資料的社會主義改造出現高潮，總結自己的經驗，探索一條適合中國國情的建設社會主義道路的任務，已經擺在黨的面前。1956年4月21日，毛澤東等中央領導聽取李富春關于第二個五年計劃的匯報。在討論關于戰時和平時工業生產的互相轉化問題，毛澤東說：學兩套本事，在軍事工業中練習生產民用產品的本事，在民用工業中練習生產軍事產品的本事。這個辦法是好的，必須如此做。
1958年2月，根據一屆人大第五次會議的決定，第一機械工業部、第二機械工業部和電機制造工業部合并組成新的第一機械工業部（簡稱一機部），趙爾陸任部長。在一機部成立大會上，朱德講話指出：國務院對所屬機構進行調整，把三個部合并起來，更容易統一調配，充分發揮作用，提高工作效率，為工農業生產大躍進服務。特別是軍用生產和民用生產二者結合起來，不論是對國防建設還是對經濟建設，都有很大好處。
成立中央軍委國防工業委員會
經過十年艱苦創業，中國國防科技工業已初具規模。在國慶十周年的閱兵大典中，受閱的兵器都是中國自己制造的，標志著中國兵器工業初步形成了較完整的生產體系，使中國的制式武器裝備全部立足于國內，結束了武器裝備依賴進口的歷史。
隨著國防工業規模不斷擴大、工業部門類別復雜齊全，國防科技工業的領導管理體制也必須相應作出調整和改變。1960年1月5日，中共中央批準成立中央軍委國防工業委員會（簡稱國防工委），賀龍為主任。
鑒于一機部統管國防工業存在著許多難以克服的問題，在中央軍委提議下，1960年9月，中共中央決定國防工業仍從第一機械工業部分出。1960年9月13日，第二屆全國人大常委會第二十九次會議通過決議，將一機部所屬國防工業管理機構及其所屬的科研、生產、建設單位劃分出來，單獨成立第三機械工業部（簡稱三機部），設航空、兵器、造船和電子工業等專業總局。1961年1月，國防工委與三機部合署辦公，孫志遠任三機部部長。
成立新的國防工業部
在加強對國防科技工業集中統一領導的同時，為了適應國防工業發展的需要，中共中央還決定，組建新的國防工業部門，進一步加強對國防工業的組織管理。
1960年代初期，電子工業已初步建成為一個具有一定規模、開始能為軍隊和國民經濟提供產品的制造工業。1963年2月，中共中央、國務院發出關于成立第四機械工業部（簡稱四機部）的通知。第四機械工業部的成立，標志著中國電子工業已發展成為國民經濟中一個獨立的工業門類。
1963年9月2日，中共中央決定撤銷中央軍委國防工業委員會，其任務并入國防工辦；將兵器工業、造船工業從三機部分出來，成立第五機械工業部和第六機械工業部；調整后的三機部主管航空工業。兵器工業從三機部劃分出來，成為獨立的工業部門——第五機械工業部（簡稱五機部），主管原三機部第五局、第六局所屬企業。在三機部第九工業管理總局（簡稱九總局）的基礎上，成立第六機械工業部（簡稱六機部），統管全國造船工業。
在這個時期，國防部五院的組織機構和規模又有了擴大，為了加速導彈工業的發展，1964年11月23日，中央決定：以國防部第五研究院為基礎，從第三、四、五機械工業部及其他有關部門和省、市，抽調若干工廠和事業單位，組成第七機械工業部（簡稱七機部），統一管理導彈、火箭工業的科研、設計、試制、生產和基本建設工作。至此，七機部較之國防部五院時期，組織規模進一步擴大，試制、生產能力有了增強，組織管理更加集中統一，形成了比較完整配套的科研、生產體系，為我國導彈、火箭事業的大發展，奠定了堅實的基礎。
成立國防工業辦公室和中央專委
1961年初，為了進一步加強對國防工業的集中統一領導，協調國防工業各部門、國防工業與其他有關工業部門、使用部門之間的關系，組織好相互間的協作，中央軍委常委會議幾次討論國防工業的領導體制問題，認為應該有一個統一管理各個國防工業部門工作的機構。
1961年11月8日，中共中央批準成立國防工業辦公室（簡稱國防工辦），直接歸口管理二機部（核工業部）、三機部和國防科委所屬單位的工作。國防工辦作為國防工委、國防科委兩委的第一線辦事機構，負責組織兩委的日常工作，羅瑞卿任國防工辦主任。國防工辦成立后，各省、市、自治區也于60年代中期成立了一些管理國防工業的相應機構，陸續成立了國防工辦。這樣，就從中央到地方形成了國防工業的管理系統。
