1965年2月，中共中央发出《关于国防部第六、七、十研究院与生产部门合并的决定》。国防部第六、七、十研究院分别与第三、第六、第四机械工业部合并，各研究院改属各部领导。同年8月，炮兵科学研究院与五机部精密机械科学研究院合并。各院分属相应工业部建制领导，分别称三机部六院、六机部七院、四机部十院和五机部精密机械科学研究院。至此，部院合并工作全部走完。

三线建设

至1960年代前期，中国国防工业已初具规模，国防工业布局初步得到改善，形成了沈阳、北京、太原、西安、成都、重庆、兰州等国防工业企业比较集中的生产基地。从20世纪60年代中期开始，按照中央“立足于打仗，抢时间，改变布局，加快三线建设，首先是国防建设”的指示，国防工业按照规模小、专业化和协作的原则，全面展开了三线战略后方的建设。   

作出建设大小三线的战略部署

1964年8月“北部湾事件”后，美国在越南的战争规模迅速扩大。毛泽东敏锐地指出：要打仗了。8月20日，毛泽东在听取薄一波关于计划工作的汇报时，着重谈了在中央的战略方针下工业的重新布局问题。毛泽东和中共中央毅然决定，迅速地向以战备为中心的三线建设转移。

遵照中共中央关于建设大小三线的战略部署，国防工办于1964年8月在京召开国防工业工作会议，研究部署国防工业大小三线建设的各项准备工作。9月3日，罗瑞卿在会上做了总结讲话。他说，建设三线，要贯彻执行小型化、专业化的方针和“靠山、分散、隐蔽”的方针。会后，国防工业办公室组织核、航空、航天、兵器、电子、船舶等国防工业部的领导同志，成立了10个勘察选厂工作队，历时两个半月时间，在全国9省47个地市区内，踏勘了1499个点。后经综合筛选，选中了适合国家国防军工、国家重点骨干企业的682个点，初步确定了国家“三线”建设的战略布局。

1965年3月，邓小平主持召开中共中央书记处会议，批准了国务院《国防工业办公室关于一二线省、市、区后方建设规划的报告》。这样，从“三五”计划开始，在国防工业布局方面，国家在西南地区规划了以重庆为中心的常规兵器工业基地、以成都为中心内的航空工业基地、以长江上游重庆至万县为中心的造船工业基地：在西北地区规划了航天工业、航空工业、常规兵器、电子和光学仪器等工业基地。

三线建设全面展开

1965年至1967年，在大规模的三线建设背景下，中国国防工业的建设布局主要向大西南地区展开，遍及26个省、市、自治区的地方军工建设（即小三线）也同时进行。1969年珍宝岛事件后，来自北方的现实战争威胁日益凸显，这样就存在“三线变一线的问题”，国防工业的建设布局相应有所调整，中原腹地更加受到重视，位于太行山、伏牛山等地的大型后方基地建设掀起高潮。国防工业的大规模建设和布局调整一直持续到70年代末。

根据国防工办的统一部署，以重庆和豫西、鄂西、湘西为重点，统筹规划了兵器工业后方基地。1966年底，重庆常规兵器配套项目基本建成。从1967年起，五机部又相继开始了豫西、鄂西、湘西地区后方基地的建设。兵器工业按照军委统一部署，沿太行山脉兴建“三大基地”，即：五四一基地、五三一基地、五四二基地。兵器工业通过三线建设改善了布局，适应了战备的需要，三线地区的兵工企业在主要产品和生产能力方面都占全行业的一半以上，具有较强的应变能力。

航空工业从1966年到1976年，建设了40多个项目。至此，中国航空工业不仅在东北、华北、华东有了比较强的飞机、发动机及机载设备的生产能力，而且在中南、西南、西北等地建立起能够制造歼击机、轰炸机、运输机、直升机的成套生产的基地。航空工业的布局发生了重大的变化。

六机部的三线建设，10多年里，分布于大、小三线地区的主要建设项目有50多个。另外，在川东、湖北和云南等地区建设的科研设计机构等项目有10余个，并将沿海地区相应的科研机构迁往上述地区。到70年代末，六机部的三线建设主要项目相继建成或基本建成，开始为海军建造了潜艇、快艇和水面舰艇等少量装备。从全局来看，三线建设对改善工业布局，发展内地工业，具有长远的战略意义。它使中国船舶工业得以形成东北、华东、华南、中南、西南、西北地区的造船和配套设备生产基地，在布局上发生了重大变化。

在七机部的三线建设中，把建设大型液体燃料火箭基地（即062基地，后064基地也并入）放在首位，作为当时最紧迫的任务。按照一、二、三、四院“型号为纲，地区配套，对口包建”以及“小而分，专业化、大协作”的原则，二院负责对口建设的有061基地（贵州遵义）和068基地（湖南邵阳）；三院对口的是066基地（湖北远安，后迁往孝感）；负责固体燃料火箭发动机研制的四院（063基地）几经周折，最终定位在西安远郊区。经过10多年的建设，七机部各三线基地和上海基地相继建成，我国航天工业形成了比较完整配套的体系，达到了相当的规模。航天工业系统的布局进一步改善，特别是在祖国的腹地建立了可靠的战略后方。

二机部召开工作会议，专门研究了调整战略布局、压缩“一线”、加快三线建设问题。1969年，位于四川绵阳梓潼县的第二个核武器研制基地（“九〇二工程”）初步建成，九院陆续从青海搬迁至新基地。1969年7月，面对来自北面的战争威胁，军委领导曾下令酒泉、包头的核燃料工厂在1970年内全部迁往三线，由于三线工厂尚未建成，中央专委后来取消了这个决定，同时要求必须抢建三线工厂。70年代初，核工业三线建设工程陆续建成投产。三线建设改变了核工业的战略布局，扩大了核工业的生产能力，提高了核工业的技术水平，增强了国防力量。实践证明，核工业三线建设的决策是正确的，各项建设基本上是成功的。