导弹和核弹头按时运到发射场，聂荣臻不顾凛冽的寒风和危险的现场状况，亲临发射基地指挥。1966年10月27日，核弹头在预定高度实现核爆炸，中国两弹结合实验获得圆满成功。两弹结合完成后，聂荣臻又带领众科学家积极投身到氢弹的研制过程中。一大批科学家不断遭到造反分子的迫害，给氢弹研制工作带来极大困难。周总理起草科研人员名单，要求军委办公厅尽快实施保护。聂荣臻、陈毅、叶剑英等对文化大革命的错误做法提出批评，被污蔑为“二月逆流”，聂荣臻被要求写检讨。