在钱三强支持下，彭桓武不但高度重视理论队伍的建设，在较短的时间里建设起一支精干的能打硬仗的理论队伍，而且十分关注实验物理方面人员的理论水平的提高。我国原子弹和氢弹所以在不远的未来，在一个较短的时间里取得令世人瞩目的成就，首先是因为打了“理论仗”，这不能不说是彭桓武、钱三强他们高瞻远瞩、运筹帷幄的结果。

　　彭桓武辛勤躬身于学术领导和组织指挥工作，同时为钱三强出谋划策，被同志们尊称为钱三强的“参谋长”。

　　1961年4月初，钱三强来找彭桓武：“桓武，有重要事通知你，中央决定派最好的科学家加强尖端项目的攻关，中央决定调你去核武器研究所顶替苏联专家的工作。有什么困难吗?”

　　彭桓武从钱三强眼里看到的是信任和希望。他说：“没有。”

　　钱三强又说：“这些年，你本可以在你熟悉的领域里有所建树，可是”

　　彭桓武理解这位挚友，但此时国家更需要他。他打断钱三强的话，说：“三强，总得有人来干这项工作，国家需要我，我去。”

　　走进核武器研究所，彭桓武才知道王淦昌也调到这里，与他们同期报到的还有钱学森推荐来的郭永怀。他们三人的使命都是顶替早期撤走的苏联专家的工作。他们三人与前期到这里开展工作的朱光亚被中央任命为核武器研究所副所长。

　　一天，彭桓武、王淦昌、郭永怀被专车接进中南海，接受周恩来总理的接见。

　　西花厅，周恩来把三位科学家请到沙发上就座，与他们畅谈国际形势，交流思想感情。周恩来说：“我们刚刚起步的国防尖端事业，需要尖端人才，需要第一流的科学家，你们当之无愧，党和人民寄希望于你们啊！”周恩来对科学家们三天里改变研究方向，服从祖国需要，加入到核武器研制行列中来非常赞许。

　　周恩来总理亲切询问彭桓武老家在何处。

　　回答完总理的提问，望着总理慈祥的面孔，彭桓武说：“从现在起，我们三个都是二机部的干部了。”

　　总理笑着轻轻摇头，然后又十分严肃地说：“不，你们依然是科学院的科学家。”

　　周恩来对彭桓武说：“这一次，调你去研制原子弹，可是一项政治任务啊!”

　　这句话，彭桓武记了一辈子。

　　研究制造中国第一颗原子弹的任务就这样落在了彭桓武、王淦昌、郭永怀、朱光亚等科学家身上。

　　一颗颗璀璨的明星从他们过去的灿烂天空里消失。他们被民族的声音召集在一起，为了一个理想，组合成一个更加辉煌、无比夺目的星团。他们隐姓埋名，默默地为民族的事业奋斗、奉献，把智慧之光、理想之光和一腔热血都奉献给了那个崇高而神圣的目标，那个为人类和平、祖国强盛而托举起太阳的壮丽事业。武：任何工作与发明，理论都是至关重要的。他以强有力的理论手段，首先完成了原子弹反应过程的初步估算，提出了决定各反应过程特征的主要物理量，为掌握原子弹反应的基本规律与物理图像起到重要作用。然后，他又亲自领导，精心组织，经过反复论证，引导原子弹理论设计从迷雾中走了出来。1962年9月，原子弹理论方案终于诞生了。

　　1964年10月16日，中国第一颗原子弹爆炸成功!罗布泊里的观察所一片欢腾。望着光芒四射、腾空而起的蘑菇云，彭桓武眼底酸涩，突然想哭。他赋诗道：

　　亭亭铁塔矗秋空，

　　六亿人民愿望同。

　　不是工农兵协力，