1960年7月,苏联政府照会中国政府决定撤走在华的核工业全部专家,随后又停止供应一切技术设备和资料。
中国决定自行研制核武器,郭永怀担任九院的副院长。当时九院的首要任务就是在一无图纸,二无资料的情况下,迅速掌握原子弹的构造原理,开展原子弹的理论探索和研制工作。
1963年,他与科研队伍迁往青海新建的基地。我国第一个有关爆炸力学的科学规划迅速制定出台,从而引导力学走上了与核武器试验相结合的道路。同时,解决了反潜核武器的水中爆炸力学和水洞力学等相关技术。这一方案不仅为第一颗原子弹的研制投爆所采用,而且整个第一代核武器的研制投爆一直沿用至今。
1964年10月16日,中国第一颗原子弹装置爆炸试验取得圆满成功;
1966年10月27日,我国第一颗装有核弹头的地地导弹飞行爆炸成功;
1967年6月17日,中国第一颗氢弹爆炸试验成功。
1970年4月24日,我国第一颗人造卫星发射成功。