在中国第一、第二个五年计划时期，苏联援华重点是称为“156项重点工程”基础工业设施建设。这些项目机器设备，主要是以货物贸易而不是以贷款交付，而提供技术是免费。1952年中国制定“一五”计划时，斯大林同意帮助建设141项重点工程，1954年赫鲁晓夫又追加15项并提升质量，成为奠定中国工业化基础的著名“156项”。后来落实工程共150项，其中44项是军工企业，包括陆海空三军各种主战装备制造厂。赫鲁晓夫时代对中国提供最重要的援助，是帮助建造核弹、导弹生产企业和相应技术。
据前些年已经解密俄罗斯档案记载，赫鲁晓夫不顾军方坚决反对，决定向中国提供原子弹生产技术，帮助建立核工厂。从1957年末起，苏联开始履行协议，对华提供了P-2导弹作为中国导弹事业起步最早样品。翌年，苏联又向中国提供所需核工业设备，并派出近千名专家，建成湖南和江西铀矿、包头核燃料棒工厂及酒泉研制基地、新疆核实验场，中国进入核工业建设和研制核武器新阶段。1953年至1957年，中国实施第一个五年计划。这是中华人民共和国奠定工业化初步基础重要时期。在遭受全球大多数资本主义国家封锁、禁运环境下，中国通过等价交换外贸方式，接受苏联和东欧国家资金、技术和设备援助。建设以“156项”为核心近千个工业项目，使中国以能源、机械、原材料为主要内容的重工业在现代化道路上迈进了一大步。以“156项”为核心、以900余个大中型项目（限额以上项目）为重点工业建设，使中国建立独立自主工业体系雏形。从1950年第一个项目开始建设，到1969年“156项”实际实施150项全部建成，历时19年。其中建设高潮在第一个五年计划期间。至1957年底，“156项工程”中有一半以上项目已按期全部建成或部分建成投产，在社会建设中发挥重要作用。
1958年夏天，中共要求蘇聯提供承諾給予的核武器及核潛艇，赫鲁晓夫向中国政府提出苏联军舰停靠中国港口、在中国建立指挥苏联潜艇的长波电台等要求，被中国领导人视为意图控制中国而加以拒绝，赫則無法理解毛的激烈反應，特別是蘇聯剛答應提供給中國潛艇技術的前提下。1959年6月，赫鲁晓夫停止向中国提供原子弹技术资料（参见“596工程”）。赫鲁晓夫结束访美行程后，9月30日从莫斯科启程访问中华人民共和国。10月2日，与中国领导人会谈 [18]。1960年，苏联撤走全部驻华专家，撤销一切同中国已签订的援助协议。1958年，中国发动三面红旗“总路线、大跃进、人民公社”，苏联塔斯社记者将这种情况向赫鲁晓夫作了汇报，赫鲁晓夫戲稱「蘇聯的共產主義是吃馬鈴薯烧牛肉，中國的共產主義是喝大鍋清水湯」。1963年中苏关系破裂的真实情况暴露后毛泽东称赫鲁晓夫为“现代修正主义”。
