在此期間，專門委員會還原則批準研制攻擊型潛艇。　12月11日，周恩來在中央專委會第十七次會議上，提出了要研制人造衛星。同時，為使核武器系列化，周恩來提出，1968年要把“東風3號”搞出來，“東風4號”可以試，洲際導彈也可能搞出來，全部在這四年內(1964~1968)解決。并同意在當年12月底或次年1月初進行這兩次試驗。 1967年，局勢更加混亂，奪權風也刮到了國防科技領域。周恩來為了保護中央專委和國防科技骨干，想方設法阻止“造反派”奪權，而“造反派”卻打著“革命”旗號恣意妄為。這個度如何把握，實際上要比走鋼絲還難。針對二機部“造反派”奪了黨委領導權一事，他氣憤地說：“你們簡直沒邊了。部黨委上面還有中央，不能叫部黨委靠邊站。”又說，“與國防工業相關的各部部長、司局長，除中央已宣布停職反省的外，你們一個也不能扣留。否則，你們就要犯錯誤。沒經中央批準，你們宣布罷官是不算數的。現在對干部的斗爭方式已發展到打人、掛牌、游街，這是‘左’傾路線的惡劣作風，是‘殘酷斗爭、無情打擊’了。我看了心里很難過。如果不指出來，讓這樣發展下去，我就有罪了。”

　　他反復告誡有關人員：“這些單位是國家的絕密工廠、院、所，對國防建設和加強戰備極其重要，一定要保障其絕對安全，保證其連續生產。”“這些單位的‘文化大革命’，只能在業余時間進行，不準串聯，不準停產，不準武斗，不準奪權。”周總理竭盡全力地保護了參與我國尖端科技的技術專家和行政領導干部。他命令第二、第七機械工業部和科研院、所的軍管會負責人，采取切實措施，保護列入名單的科學家和干部的人身安全，并嚴肅指出：“如果這些人發生意外，我要找你們。”錢學森曾回憶說，“‘文革’中，我們都是受保護的；如果沒有周總理的保護，恐怕我這個人早就不在人世了。”

　　在那樣的局面下，能發出批評奪權派的聲音已經很不容易了，更難能可貴的是，他還把一些處境困難的中央專委委員接到中南海保護起來。這期間，周恩來還囑咐秘書轉告受到沖擊的二機部部長劉杰堅持住，不能承認反黨、反社會主義。

　　張愛萍曾回憶“恩來同志如同保護許多同志一樣竭盡全力救我于水火。在羅瑞卿同志突遭厄運時，恩來同志派我去大西北基地指揮第三次原子彈試驗，這當然是工作的需要，但也有很濃的保護色彩。在揪斗成風時，他又任命我為總理聯絡員，在國防科技工業領域處理部院合并的事宜，這雖然也是勢在必行，但也有讓我避開風口浪尖的意圖。可是，我終于在他力不能及的情況下，被投入了一個秘密監禁人的地方，被扣上了一長串置人于死地的大帽子”。

　　為防止“造反派”的奪權行為干擾尖端武器研制，周恩來與毛澤東商定，首先在國防工業等相關系統實行軍管。

　　正是由于周恩來的傾心維護，1967年的5月，我國第一顆氫彈的加工裝配以及試驗準備工作才全部完成。5月9日，周恩來主持第十八次專委會，要求6月20日之前做好氫彈試驗前的各項準備工作，并于6月1日至l0日，陸續提出六七月份試驗場和煙云經過地區的詳細的氣象資料，再決定試驗日期。　6月初，正在準備氫彈試驗的關鍵時刻，七機部一個名為“九一六”的“造反派”組織居然占據了國防部大樓。由此可見，盡管三令五申，國防工業系統也不可能成為世外桃源。6月3日，周恩來讓秘書通知“九一六”派：立即撤出，如不撤出就不予接見。當晚10時至次日凌晨4時，周恩來接見國防工業系統群眾組織代表和軍管會代表，指出：七機部“九一六”在國防部搞“萬炮齊轟聶榮臻”是錯誤的，你們要承認錯誤。批判領導干部可以，但不能揪斗，必須給他們足夠時間去工作。現在，中央有任務下來了，就要把批判往后推遲。不要搞疲勞戰，以免造成事故。

　　周恩來的講話，使“造反派”多少有些收斂。　1967年6月12日，周恩來主持中央專委小會，研究氫彈試驗的時間等問題。為加強領導且保護聶榮臻，周恩來說：“聶老總，恐怕還是要請你去一趟羅布泊，可以嗎?”聶榮臻心領神會地回答：“義不容辭!”

　　6月l7日，中國第一顆氫彈爆炸成功。這是中國進行的第六次核試驗。