命张连奎为部长。分拆后的第一机械工业部主管民用机械工业。1961年1月，国防工委与三机部合署办公，孙志远任三机部部长。同月，中共中央决定：国防工业一律由国防工委直接领导。过去下放给地方的国防工业企业一律收回。1963年，第三机械工业部拆分为第三、第四、第五、第六共计四个机械工业部。新设立的第三机械工业部的职能为航空工业管理。