१९६२मा उनी 'भारतीय अन्तरिक्ष अनुसंधान संगठन'मा आये। डॉ.अब्दुल कलामलाई प्रोजेक्ट डायरेक्टरका रूपमा भारतको पहिलो स्वदेशी उपग्रह (एस.एल.वी. तृतीय) प्रक्षेनजीक्त्र बनाउने श्रेय हासिल छ। जुलाई १९८०मा उनले रोहिणी उपग्रहलाई पृथ्वीको कक्षाका निकट स्थापित गरेका थिए । यस प्रकार भारत पनि अन्तर्राष्ट्रिय अन्तरिक्ष क्लबको सदस्य बनेको थियो । यस रो लन्च व्यहीकल प्रोग्रामलाई परवान चढाउने श्रेय पनि उनलाई प्रदान गरियो । डॉ. कलामले स्वदेशी लक्ष्य भेदी (गाइडेड मिसाइल्स)लाई डिजाइन गरे। उनले अग्नि एवं पृथ्वी जस्ता मिसाइल्सलाई स्वदेशी प्रविधीदेखि बनाए का थिए । डाक्टर कलाम जुलाई १९९२ देखि डिसेम्बर १९९९सम्म रक्षा मंत्रीका विज्ञान सलाहकार तथा सुरक्षा शोध र विकास विभागका सचिव थिए। उनले स्ट्रेटेजिक मिसाइल्स सिस्टमको उपयोग आग्नेयास्त्रहरूका रूपमा गरे। यस्तै प्रकारले पोखरणमा अर्को पल्ट न्यूक्लियर विस्फोट पनि परमाणु ऊर्जाका साथ मिलाए । यस्तो प्रकारले भारतले परमाणु हथियारको निर्माणको क्षमता प्राप्त गर्नमा सफलता आर्जित गर्यो डाक्टर कलामले भारतको विकास स्तरलाई २०२०सम्म विज्ञानका क्षेत्रमा अत्याधुनिक गर्नका लागि एक विशिष्ट सोच प्रदान गरे ।उनी भारत सरकारको मुख्य वैज्ञानिक सल्लाहकार पनि रहे। १९८२मा उनी भारतीय रक्षा अनुसंधान एवं विकास संस्थानमा निर्देशकका रूपमा उनको पुनरागमन भयो र उनले आफ्नो सारा ध्यान ""गाइडेड मिसाइल""को विकासमा केन्द्रित गरे। अग्नि मिसाइल र पृथ्वी मिसाइलको सफल परीक्षणको श्रेय पनि उनैलाई छ। जुलाई १९९२मा ती भारतीय रक्षा मंत्रालयमा वैज्ञानिक सलाहकार नियुक्त भए । तिनको रेखदेखमा भारतले १९९८मा पोखरणमा आफ्नो अर्को सफल परमाणु परीक्षण गर्यो र परमाणु शक्तिदेखि सम्पन्न राष्ट्रहरूको सूचीमा सामेल भयो ।