国成立后，任中共湖北省委副秘书长、秘书长、省委第一副书记。第二汽车制造厂筹备处主任兼第一汽车制造厂副厂长，国家技术委员会副主任，国家科学技术委员会副主任，国防科学技术委员会副主任兼国务院国防工业办公室副主任。1963年被授予中国人民解放军少将军衔。第二机械工业部副部长、党委副书记，期间直接成功负责了1964年中国第一颗原子弹在罗布泊的实验。文化大革命期间，担任国务院联络员、国务院科教组副组长、国务院科教组组长，中国科学院核心小组副组长，中央派赴国防科委学习组副组长。第二机械工业部部长、党的核心小组组长。