实事求是地说，在中国两弹研制的前期，苏联给予了很重要的帮助，这是不能回避的。
在导弹方面，苏联显得更大方一些，中方的一些条件，比如提供教学用的导弹实物样品，帮助培养导弹方面的人才等等，基本上都满足了；但在原子能领域，中方提出，希望苏联帮助中国研制核武器，苏方除了“一堆一器”之外，中方想再进一步，对方不是托辞拒绝，就是明确表示反对。
在如此敏感的领域，援助总是有限的，也是可以理解的。中方也并没有因此而责怪苏联方面。但从内心里，一直遭到美国核威慑、核讹诈的中国，希望早一天拥有自己的原子弹，其迫切之情也是明摆着的。
转机悄悄来临了。
1956年，赫鲁晓夫做秘密报告，全盘否定斯大林，在社会主义阵营引发轩然大波，世界上随之掀起一股反苏浪潮。中国政府无法接受，提出对斯大林应当“三七开”。赫鲁晓夫集团在国际上面临与西方十分尖锐的矛盾，国内也有很大的反对力量，1957年苏共政治局开会，11个常委投票，赫鲁晓夫只获得四票支持，有七票要他下台。
为了换取中国政府的支持，在赫鲁晓夫授意下，苏联方面对中国国防尖端技术的援助方面，出现了某种松动的迹象。1957年6月，赫鲁晓夫玩弄政治手腕，把马林科夫、莫洛托夫等人赶下台，占据上风之后，亟需得到各国共产党尤其是中国共产党的认可和支持，明显地对中国热情起来。中共中央针对形势的发展，决定支持苏共中央的决定。
一直为两弹研制进展缓慢而焦急的聂荣臻，敏锐地感觉到，机会来了。
夏初的一天，周恩来刚从外地回京，聂荣臻就把电话打到他家里：“总理，苏联现在对我们表示友好，我们是不是再提一下国防新技术援助的事？”
周恩来说：“我同意。你可以先找阿尔希波夫谈谈，再作下一步打算。”
阿尔希波夫当时是苏联驻中国经济技术总顾问，这个人对中国比较友好。6月18日傍晚，聂荣臻拉上对外贸易部副部长李强，来到东交民巷阿尔希波夫的住处。
李强俄文非常好，是个苏联通，又懂电子、机械，建国后中国对苏联的经济、贸易、科技方面的谈判，差不多他都参加了。聂荣臻和李强此番来访，事前并没有说明来意。略事寒暄，聂荣臻就对阿尔希波夫说：“为了更好地编制我国的第二个五年计划和远景规划，并考虑到在原子工业方面将来浓缩铀工厂生产铀235和原子堆生产钚239后的下一步生产，以及较合理地建立和发展我国的原子工业、生产原子弹、导弹及与此相联系的飞机型号的确定等一系列问题的安排，能取得苏联政府必需的援助，我国政府想与贵国政府进行谈判。”
聂荣臻请阿尔希波夫尽快向莫斯科反映。阿尔希波夫很认真地听完，显得很热心，他说：“您提出的问题我本人同意，但要请示我国政府后才能答复。”
7月22日下午，阿尔希波夫前来拜访聂荣臻。两人一见面，聂荣臻就从阿尔希波夫笑容可掬的脸上预感到，今天会有一个不错的结局。
果然，阿尔希波夫开门见山地说：“元帅阁下，您上次提出的国防新技术援助的问题，我国政府对中国政府的要求表示支持。我授权宣布：苏联政府同意在适当的时候，由中国派政府代表团去苏联谈判。”
这让聂荣臻欣喜不已，他向阿尔希波夫表示感谢。送走阿尔希波夫，聂荣臻马上向周恩来并毛泽东、中共中央呈送书面报告。报告中说——
前次我们向经济总顾问阿尔希波夫同志提出的有关原子能、导弹、航空在第二
个五年计划内如何安排的愿望，请其向莫斯科反映。现已得到苏方的答复。今日下
午阿尔希波夫同志来谈称：他受莫斯科委托，中国方面谈判原子能工业（包括为国
防目的）的全权代表团，苏联政府可以随时接待，并圆满答复所提出的问题——如
果中国政府提出正式请求的话。
毛泽东、周恩来很快同意组织代表团赴苏谈判，并指定聂荣臻和总参谋长黄克诚两人负责筹组代表团。
经过一个多月的准备，去苏联谈判的各项事宜商定好了。人员也确定下来了，聂荣臻担任团长，宋任穷、陈赓任副团长，成员有钱学森、李强、刘杰等31人，算是一个庞大的代表团了。由于国防新技术的保密性质，代表团称为“中国政府工业代表团”。
行前，代表团在一起开会，聂荣臻对陈赓说：“你去过几次苏联，哈军工又有苏联教官，和苏联同志打交道，你有什么经验，说出来供大家借鉴嘛。”
陈赓说：“就一条，别和苏联同志拼酒量。”
众人哄然大笑。
细心的聂荣臻交待说：“苏联同志性格豪放，不太注重细节，我的经验是，和苏联同志谈时，越详细越好，不要笼统地讲，你笼统地讲，他就笼统的答复你，你什么都拿不到。比如要苹果就提苹果，要梨就说梨，不要笼统地说我要水果，那样的话他可能顺手就给你一串葡萄了。”
众人纷纷点头。
9月7日，代表团全体人员分乘两架苏制伊尔一18专机，从北京南苑机场起飞了。
9月9日，双方开始谈判。9日下午，聂荣臻拜会苏联部长会议第一副主席米高扬时，米高扬表示：中国必须掌握原子武器和导弹武器，否则就不能成为真正的大国。苏联将尽量给予中国帮助。
苏联代表团的团长是苏联部长会议副主席别尔乌辛。整个国防新技术谈判，分为若干部分，有军事、导弹、原子能、飞机、电子5个组。宋任穷、刘杰等负责谈原子弹方面的问题，陈赓、钱学森等谈导弹方面的问题。别尔乌辛对中国是很友好的，他甚至在谈判中认为，中方提出的有些产品型号性能太落后，他们可以提供更新的产品型号。
经过反复谈判，导弹方面，苏联答应提供P一2导弹样品和有关的技术资料。原子弹方面，起初是光给资料，不给样品，聂荣臻仅就这个问题，就和别尔乌辛谈了好几次，后来苏方经请示他们最高层同意，答应给样品。
谈判有了初步成果，聂荣臻派宋任穷回国汇报，中国驻苏大使刘晓请宋任穷给毛泽东捎口信，说赫鲁晓夫眼下正处于困难时期，希望得到中国共产党的帮助，希望毛泽东亲临莫斯科参加十月革命纪念节活动并参加世界共产党大会，使馆方面倾向于接受赫鲁晓夫的要求。宋任穷一下飞机，毛泽东把他叫到钓鱼台12号楼，周恩来、邓小平、李富春等人都在。
宋任穷向毛泽东等人详细汇报后，说：“总的看，苏联的态度友好、慷慨，但是一些关键项目上还是有所保留，比如原子弹，起初只同意给资料，不给样品，聂帅就这个问题亲自找他们谈了好几次，最后请示他们的最高层，我们估计是赫鲁晓夫，才答应，并且写进了协定。”
周恩来突然从草案上抬起头道：“但给样品的时间很模糊呀，57年至61年底，四年，这个时间概念有问题。”
宋任穷说：“总理说的是，聂帅也提出最好有个确切的时间，但对方始终没有同意，理由是：一，我们翻译、熟悉资料需要时间，二，原子弹样品存放条件苛刻，要看我们建好的库房是否符合要求再定。”
周恩来若有所思地点点头：“原子弹样品，这个最核心的问题没完全解决，这个后遗症留不得呀。”
后来，问题也正是出在周恩来最担心的地方。
宋任穷又说：“还有，P2导弹的资料、样品都答应给，可是钱学森同志提出想去总装厂看看，他们却不同意。我走的时候，陈赓还在跟人家软磨硬泡呢。”
邓小平说：“陈赓那个脾气，能拉下脸来跟人家说好话，不容易哟。谈成的我看不能拖，先签下来，力争兑现，没谈成的边搞边谈嘛。”
毛泽东满意地点点头：“我看能谈成这个结果很不错了。在一些项目上对方有所保留，这是预料之中的，也不难理解，谁也不能把家底子都倒给你嘛。总理呀，细节问题上你们再推敲推敲，我看可以定了。小平说的对，不能拖呀。”
周恩来说：“好的主席。”
宋任穷接着把刘晓大使的口信说了。毛泽东思考一下，问道：“你们看呢？”
邓小平说：“别人家里的事情我们管不着，但我们总是希望苏联党内不要乱，乱了对中苏友好这个大局不利。赫鲁晓夫是苏共最高领导人，支持他，对苏联党、国家的稳定团结有利，主席应该去。”
周恩来说：“赫鲁晓夫希望主席去，还有一个用意，目前社会主义阵营内部各种声音比较多，一些国家对苏联有看法，意见还比较大，我们有一定的影响力，所以希望我们帮助他来稳住这个阵脚。从这个大局看，主席去一趟有好处。”
李富春说：“不管怎么说，赫鲁晓夫这一次帮了我们大忙，他有困难，我们应该帮他。”
毛泽东突然对宋任穷道：“宋任穷，你刚从苏联回来，你的意见呢？”
宋任穷愣一下：“主席，这是国家大事，我说不好……不过主席，您去，对我们谈判、签字肯定有好处。”
毛泽东道：“好，只要对你们的谈判、签字有利，我去！”
经过长达35天的谈判，1957年10月15日，聂荣臻代表中国政府与苏联签订了全称为《中华人民共和国政府和苏维埃社会主义共和国联盟政府关于生产新式武器和军事技术装备以及在中国建立综合性原子能工业的协定》。这就是中苏两国历史上有名的“国防新技术协定”。也叫“10月15日协定”。后来，西方历史学家习惯于把这一时期称为中苏两国的蜜月时期。
这个时候，苏联和美国都已爆炸了各自的氢弹，并研制成功了洲际导弹。就在这次谈判期间，苏联于10月14日成功发射了世界上第一颗人造卫星，轰动了全世界。这次谈判，虽然苏联为中国提供的大都是属于过时或即将过时的东西，虽然这些东西一样得花钱，虽然这些承诺还仅仅是写在纸上的东西，虽然苏联拒绝代表团参观核心工厂并拒绝提供核心技术，但对于几乎是一穷二白的中国来说，已经知足了。
18天之后，毛泽东率中国代表团来到莫斯科，和彭德怀、宋庆龄、郭沫若等人一起参加十月革命四十周年庆典，然后，毛泽东和12个社会主义国家领导人一起签署了《莫斯科宣言》。在克里姆林宫的小礼堂里，苏联专门给毛泽东和中共代表团安排的原子弹、氢弹爆炸的纪录片，令观看者深为震撼。看完电影，毛泽东说，这次到苏联，开了眼界哩，看来原子弹能吓唬不少人，美国有了，苏联也有了，我们也可以搞一点嘛。
就在毛泽东这次访苏期间，苏联又一次成功发射一颗人造卫星。能够抢在美国前面发射卫星，毛泽东由衷盛赞苏联人民取得的伟大成就，他对赫鲁晓夫说：“美国人吹得神乎其神，天花乱坠，为什么连个山药蛋都没有抛上去呢？”
也许就是在这个时刻，毛泽东萌发了中国也要搞人造地球卫星的设想。
