1956年11月16日，第一届全国人民代表大会常务委员会第51次会议决定设立的中华人民共和国第三机械工业部，主管中华人民共和国的核工业发展建设和核武器制造，参加了“两弹一星”工程。宋任穷被任命为部长，钱三强被任命为副部长。1958年2月11日，第一届全国人民代表大会第五次会议通过《关于调整国务院所属组织机构的决定》，决定第三机械工业部改名为中华人民共和国第二机械工业部。到1963年，部机关设25个司局级单位。1982年5月4日， 第五届全国人大常委会第23次会议决定，原二机部被改名为中华人民共和国核工业部。