1959年9月，张爱萍受命主持国防科技、装备和国防工业工作，先后4次担任核试验委员会主任委员、现场试验总指挥。1964年1月14日，兰州浓缩铀厂生产出了作为原子弹装料的高浓铀。6月6日，进行原子弹一比一模型爆轰试验，获得圆满成功。

到了最后一爆定乾坤的时刻，全体参加核爆任务的科学家、官兵和工作人员都非常紧张，這可是全党全国人民的重托啊！然而，1964年10月13日，也就是爆炸前三天，张爱萍却带领试验总指挥部全体人员去游览戈壁滩上的楼兰古国遗址。