導彈和核彈頭按時運到發射場，聶榮臻不顧凜冽的寒風和危險的現場狀況，親臨發射基地指揮。1966年10月27日，核彈頭在預定高度實現核爆炸，中國兩彈結合實驗獲得圓滿成功。兩彈結合完成后，聶榮臻又帶領眾科學家積極投身到氫彈的研制過程中。一大批科學家不斷遭到造反分子的迫害，給氫彈研制工作帶來極大困難。周總理起草科研人員名單，要求軍委辦公廳盡快實施保護。聶榮臻、陳毅、葉劍英等對文化大革命的錯誤做法提出批評，被污蔑為“二月逆流”，聶榮臻被要求寫檢討。