儘可能迅速地補足起來，使十二年後，我國這些門類的科學和技術水平可以接近蘇聯和其他世界大國。”《周恩來選集》下卷，第184頁。半個月後，周恩來在全國政協二屆二次會議上，再次闡述以上看法。1956年4月，國務院召開了制定科學技術遠景規劃的專門會議，對制定規劃的意義、方針、基本內容和要求，以及如何進行規劃等問題，進行了深入研究。周恩來多次聽取科學規劃的彙報並及時作出指示。在周恩來直接領導和陳毅、李富春、聶榮臻具體負責下，經過全國幾百名優秀科學家的努力工作，終於制定了《一九五六——一九六七年科學技術發展遠景規劃綱要（草案）》，提出了國家建設所需要的重要科學技術研究任務共57項，研究課題600多個。周恩來在黨的八大會議上指出：12年科學技術規劃“是提高科學研究工作，保證我國許多重要的科學和技術方面在今後十二年內能夠接近世界上先進水平的極重要的措施”，應組織全國科學研究的力量，有步驟地實現規劃提出的任務。《周恩來經濟文選》第318頁。
但是，對於科學規劃，有人表示懷疑。他們認為科學事業不可能作全國性的長期的規劃，只能由科學家自發地分散地進行。對此，周恩來闡述了制定規劃、確立目標的必要性。“在社會主義革命取得基本勝利以後，在知識分子向科學進軍的熱潮中，為了推進社會主義建設，我們邀集了幾百個科學家，集中他們的智慧，制訂出我國科學發展的初步藍圖，使我國科學事業的發展有了大體的輪廓和途徑，這是十分必要的。科學技術研究的基本任務，是為了發展生產，同自然界做鬥爭。如果不把我國現有的科學力量適當地組織起來，密切地聯絡社會主義建設的需要，作出比較全面的和長期的規劃，那麼，我國科學事業的發展，就沒有了方向，就不可能收到我們預期的效果。”當然，周恩來不是把規劃看成一成不變的，而是認為，“這個規劃，以後必須根據各種新的情況，不斷地加以補充和修正，甚至可能有很大的改變”。此外，也要注意科學家的個性，“在國家規劃之外，無疑也應該允許科學家從事他們自己所專長的某些研究工作，以便充分發揮科學家的潛力”。《周恩來經濟文選》第361—362頁。這樣，周恩來在強調科學規劃必要性的同時，又闡明瞭原則性與靈活性、共性與個性的辯證統一。
12年科學技術規劃，由於指導思想正確，措施具體，組織落實，提前5年於1962年基本上完成了。執行的結果是，有效地解決了一批我國國民經濟建設和國防建設中的科學技術問題，使我國科學技術水平提高了一步，縮小了與世界先進水平的差距。
1962年，周恩來領導制定出1963年至1972年科學技術發展規劃。這個規劃貫徹獨立自主、自力更生的方針，部署了原子彈、氫彈的研究試驗工作，安排了人造衛星的研製計劃，確定了農業、工業等各個方面最新科學技術成果的研究和應用。這一規劃實行不到5年，受到了“文革”動亂的嚴重干擾。
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抓好基礎、突破尖端
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我國是一個基礎差、底子薄、人口多的大國。在這樣的國情條件下發展科學技術決不能全面鋪開，齊頭並進，應該把有限的人力、物力、財力集中起來，形成拳頭，重點突破，由全域性劣勢變為區域性優勢。1956年，周恩來在聽取科學規劃彙報時強調指出，要儘量採用世界先進技術，瞄準當時的新興科學、新興技術，不失時機地“迎頭趕上”，同時也要根據國力有限的客觀實際，“重點發展”，避免力量分散，拖延時日。黨的八大會議上，周恩來說：“由於這些任務十分繁重，現有的科學研究人才不足，而現代科學和技術又在一日千里地發展著，也由於當前我國科學研究的重點，大多數是我們工作中的薄弱環節，甚至是缺門，因此，我們應該集中力量，首先解決重要方面的問題，防止百廢俱興，平均使用力量的偏向。”同上書，第318頁。
周恩來領導制定的1956年至1967年科學技術發展遠景規劃，重點任務有12項，原子能和導彈等尖端科技被列在榜首，視為重中之重。為什麼要把突破尖端視為重中之重？其一，只有突破尖端才能帶動和促進我國整個科學技術的發展。“科學技術新發展中的最高峰是原子能的利用。原子能給人類提供了無比強大的新的動力泉源，給科學的各個部門開闢了革新的遠大前途。”其二，只有突破尖端才能帶動和促進我國整個國防建設和經濟建設的發展。“只有掌握了最先進的科學，我們才能有鞏固的國防，才能有強大的先進的經濟力量