赵尔陆仍然被授予上将军衔，荣获一级八一勋章、一级独立自由勋章、一级解放勋章。赵尔陆在授衔之后，再未穿过上将军服。1956年4月，国务院成立以聂荣臻为主任，黄克诚、赵尔陆为副主任的国防部航空工业委员会，开始进行导弹的研制和实验。1956年9月在中国共产党第八次全国代表大会上被选为中央委员。1958年2月，赵尔陆任一机部、二机部合并的第一机械工业部部长。1959年11月兼第一机械工业部党组书记。1960年8月，兼任国家经济委员会副主任。1961年1月，担任中央军委国防工业委员会副主任兼国家经济委员会副主任。