缩短战线方面，聂荣臻在坚持“两弹”攻关的报告中说：“前一时期……工作中也有些缺点，主要是战线太长，力量分散，不仅不利于国防尖端技术的发展，而且使国防尖端和工业基础之间本来就不太适应的情况更加突出起来。”因此，从苏联专家撤走起，他就提出要缩短战线抓重点的要求。
聂荣臻多次强调突破地地导弹是项战略任务。1961年4月，他对钱学森等人说：地地导弹系统是个战略问题，先定下来，搞成“三班”去安排科研力量。两个月以后，他对钱学森等解释说，“三班”的含义是，地地导弹在仿制的基础上自行设计近程、中程和远程导弹，这3个型号形成系列，集中力量搞，然后有多余的力量再研制地空、空空导弹。近程地地导弹仿制已经过关，正在少量生产，中程地地导弹是正在设计的，远程地地导弹是要探索研究的。
导弹攻关，捷报频传。1964年9月，中国自行设计研制的中近程地地导弹试射成功，进入批量生产。1965年他又进一步提出，研制地地导弹首先抓中程的，准备中远程的，探索远程的。
这样，聂荣臻在领导导弹、火箭研究人员集中力量攻地地导弹技术关的同时，总结出了符合科学研究工作规律的“科研三步棋”的思想。1966年2月，他在给周恩来的报告中说：科研与生产不同，“就是在一定的计划时期内，研制工作要同时安排三个层次的型号：正在试验、试制（生产）的型号；正在设计的新型号；需要探索研究的更新的型号。这样安排，可以加强研制工作的计划性和预见性，并使不同层次的型号互相衔接，交替进行；预研工作也可以得到相应的落实。对同一型号而言，‘三步棋’是指预研、研制、小批生产三个阶段”。①聂荣臻的这一重要的理性认识，有力地推动了“两弹”攻关乃至整个国防科技事业的进程。
①《当代中国的国防科技事业》上卷，当代中国出版社1992年10月第1版，第57页。
在核武器方面，缩短战线的做法集中到一点，就是保证1964年爆炸中国的第一颗原子弹。
1961年9月以后，聂荣臻多次对二机部的领导说：核武器研究力量要集中，西北核工业基地着重搞基本建设，要确保质量。
1962年8月，中央工作会议在北戴河召开。陈毅、聂荣臻在会上见到了二机部部长刘杰。陈毅、聂荣臻关切地向刘杰询问原子弹研制的进展情况。
聂荣臻对刘杰说：希望你们早日拿出原子弹，以增强中国的军事力量和政治地位。我们遵照中央的指示，要求全国科研部门，很好地配合二机部的研制工作，全国要“拧成一股劲，共同完成任务”。陈毅、聂荣臻两位元帅的话，使从事原子弹研制工作的所有人员，受到很大鼓舞。
刘杰对两位元帅的话想了又想。两位元帅要求早日拿出原子弹，这个“早日”究竟能在什么时间实现呢？
回到北京后，刘杰与二机部的几位领导人研究了几天，就当时所要解决的理论问题、试制生产和存在的困难进行了分析。他们作出了每一步都非常扎实的计划，最早在1964年，最迟在1965年上半年爆炸中国的第一颗原子弹。最后，写成了《关于自力更生建设原子能工业情况的报告》。
作出这个判断要有足够的科学根据，而要把这个判断上报中央，还要有充足的勇气，这等于是向中央立了军令状！二机部的领导人在上报前反复研究，一遍又一遍地论证，于1962年9月11日将报告上送中共中央和毛泽东。
当年10月，聂荣臻在听取二机部领导人汇报时指出：原子弹研制进展较快，今后仍应把好每道关，有专人抓，一切工作都要围绕着1964年爆炸中国的第一颗原子弹来安排。
聂荣臻根据“科研三步棋”的思想，看到第一颗原子弹的研制工作进展顺利，胜利在望时，他就对二机部提出了进一步的要求。1963年9月3日，聂荣臻在听取刘杰、钱三强、朱光亚汇报时指出：中国发展核武器，最后着重是要搞战略导弹用的核弹头。因为中国空军力量薄弱，空投原子弹难起作用。二机部的工作要求是，1964年准备好地面核试验； 1965年准备好空爆核试验； 1966年准备好核导弹试验；1967年争取试验氢弹。
1964年5月，聂荣臻对五院和二机部提出了研制核导弹的问题。他说：原子弹与导弹的总设计师钱学森和钱三强都要参加，才能搞好。
原子弹攻关，在更高的基点上加速进行了。1964年10月，中国终于爆炸成功了第一颗原子弹。
从主管全国科学研究工作起，聂荣臻就十分重视贯彻全国一盘棋，进行大协作的方针。进入“两弹”攻关阶段，他深知，必须进一步加强全国大协作的部署，才能打好“两弹”攻关这一仗。
聂荣臻指示中国科学院紧密配合“两弹”攻关。此后国防科委与中国科学院商定，组成两个协作组。导弹攻关协作组由钱学森、王诤、张劲夫、裴丽生（中国科学院副院长）、刘西尧组成；原子弹攻关协作组由刘杰、钱三强、张劲夫、裴丽生、刘西尧组成。为此，中国科学院成立了由谷羽任局长的新技术局，动员30多个研究所的大部分科研力量，共承担300多个科研项目的协作任务，大大加强了“两弹”攻关的力量。在中央批准聂荣臻关于坚持“两弹”攻关的报告以后，其他科研部门、工业部门和高等院校的积极性也很高，纷纷主动要求承担任务。这样，全国逐步形成了“两弹”攻关的大协作网。
1962年9月，二机部关于建设原子能工业的报告上送后，10月，中央攻治局召开扩大会议，讨论二机部的报告。聂荣臻出席了这次会议。刘少奇在会上指示：中央要成立个委员会，加强领导，加强配合，请国防工办提出委员会成员名单报中央批准。据此，10月30日，罗瑞卿在写给中共中央、毛泽东的报告中，建议成立中共中央15人专门委员会，统一领导原子能工业的建设和核武器的研究试验工作。毛泽东11月3日在这份报告上批示：“很好，照办。要大力协同做好这件工作。”1962年11月17日，在聂荣臻列席的中央政治局会议上，刘少奇宣布，中共中央决定成立中央15人专门委员会，周恩来任主任，由贺龙、李富春、李先念、薄一波、陆定一、聂荣臻、罗瑞卿、赵尔陆、张爱萍、王鹤寿、刘杰、孙志远、段君毅、高扬等人组成。
它既是一个权力极大的决策机构，又起着各方面的协调作用。1965年3月，中央决定，15人专门委员会也管导弹的研究试验工作，调整增加了成员，改称中央专门委员会。在中央专委强有力的领导下，调动全国一切力量，为“两弹”研制开绿灯。
聂荣臻对中央专委的成立特别高兴，他认为这是项关键性的措施，对“两弹”攻关的信心就更足了。
中央专委总揽全局，将尖端武器研制工作的纷繁头绪化解开，转变为一道道十分明确的任务，安排下去。5个方面军的协作配合更加紧密了。中国尖端武器研制建设之快，与中央专委极有效率的工作是分不开的。
在聂荣臻确定的7条措施中，从技术上说，要数第二条最重要。中国导弹、原子弹的研究工作在加速进行。理论研究上的难题，一个一个地被科学技术人员攻克。但在导弹与核武器的研制正在取得重大突破的前夜，所有的研究课题都向我们揭示了这样一个前提条件：尖端武器的研制需要许多新型原材料，需要高温合金材料、高能燃料、精密合金、半导体材料、稀有金属材料、人工晶体、超纯物质、稀有气体等。在一个工业基础十分薄弱的国家里研制尖端武器，它所面临的困难实在是太多了。领导中国原子弹、导弹武器研制的聂荣臻，对这一点感触尤深。在一段时间里，他经常提到的就是这些事情。他打了个形象的比喻，“一家人过日子，少不得柴米油盐酱醋茶，这叫开门七件事”。而新型材料、电子元件、精密机械、仪表仪器、特殊设备、测试技术和计量基准等七个方面，就是办国防工业和尖端科学的“柴米油盐酱醋茶”。“开门七件事”好记好懂，成为科研战线家喻户晓的动员令。
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