在中国决策研制核潜艇前后，赫鲁晓夫曾多次指使苏联国防部长马利诺夫斯基和苏联驻华大使尤金向中国提出建立联合舰队的要求，均遭到毛泽东的拒绝。1958年8月赫鲁晓夫访华，要求中国政府同意苏方“关于建立联合舰队与在中国沿海建立长波台的建议”，又一次遭到中国的拒绝。1959年10月，赫鲁晓夫来华参加国庆十周年庆典活动，当中方提出核潜艇技术问题时，赫鲁晓夫说，核潜艇技术复杂，资金投入又大，你们怎么能搞得了？我们有了，不就等于你们也有了？我们可以组建联合舰队。毛泽东坚决拒绝了苏联建立联合舰队的要求，表示：“你们不支援我们，我们自己搞。”“核潜艇，一万年也要搞出来！”毛泽东的“万年”决心，加速了核潜艇的研制工作。中央军委于1959年11月决定：核动力由二机部负责，艇体和设备由一机部负责，海军负责抓总。海军修造部组建了核潜艇总体组，很快拿出了核潜艇总体方案。1960年6月，原子能研究所提出了《核潜艇动力方案设计（草案）》。1961年，海军组建舰艇研究院，逐步形成比较完整的造船科研体系。1962年，由于国家经济困难，中央决定先集中力量搞原子弹、氢弹，核潜艇项目先暂时下马，但保留少而精的骨干力量，集中研究解决核潜艇的一些关键项目。1965年核潜艇的研制工作重新上马，1966年11月完成核潜艇总体方案设计。

    研制核潜艇是一项十分复杂的巨大工程，需要千百个单位的大力协作，毛泽东在这项特殊工程的一些重大问题上有过多次批示，周恩来对工程中许多重要工作亲自过问。1967年6月，中央军委下发了毛泽东签署的“特别公函”，这是新中国成立以来中央军委发出的第一个“特别公函”，要求任何单位、个人不得以任何理由影响核潜艇研制工作。这把“尚方宝剑”给了核潜艇工程第一线的组织者和指挥者最大的支持。此后的3年，核潜艇研制进入关键阶段，毛泽东给予特别关照：1968年2月28日，毛泽东批准海军建设核潜艇基地；4月8日，毛泽东批准抽调陆军1个师支援核潜艇总装厂的建设；7月17日，毛泽东签署命令，派部队支援陆上模拟堆和核动力研究所的建设。1968年11月23日，我国第一艘核潜艇开工建造。核潜艇开工后，为协调各方面的力量，1969年10月成立了核潜艇工程领导小组，在中央专委领导下工作。1969年12月21日，在核潜艇研制的最后时刻，毛泽东指示派出上千人的工兵部队支援陆上模拟堆建设。

    1970年 4月,数万台设备、数不清的零件连在了一起，一个庞大、复杂、精密的核动力系统建成了。5月1日，陆上模式堆试车。试车结果表明：陆上模式堆工程良好，具备了开堆试验的条件。至此，核潜艇研制已经基本通过了设计、安装、调试、操作四道关，就剩下最关键的试验关了。8月28日，中国第一个核动力装置的陆上模拟试验反应堆运转试验完成，为第一艘核潜艇的下水试航打下了良好的基础。12月26日，中国第一艘核潜艇下水。从1971年4月起，这艘核潜艇成功地进行了各类试验，先后出海20余次，累计航行6000多海里，1974年8月1日，第一艘攻击核潜艇命名为“长征1号”，正式编入海军战斗序列。