1958年底，为探索弱光情况下进行观察的可能途径，王大珩提出增大观察望远镜入射孔径以提高观察性能的设想。根据他提出的思路，1959年光机所研制成功大倍率大口径观察望远镜，并在我国海防沿岸取得了富有成效的观察结果。此后，他根据国家发展国防工程的需要，陆续开拓了红外和微光夜视、核爆及靶场光测、高空及空间侦察摄影、空间太阳辐射模拟、激光技术以及大气传输和目标、背景辐射测试等国防光学工程技术领域。

　　20世纪60年代，中国原子弹爆炸试验迫在眉睫，而测试设备尚无着落，研制光测设备时间已来不及，就在这紧迫状况下，王大珩提出征用当时我国已进口的设备改装以满足核爆测试要求的紧急措施。在他指导下，经征用改装的普通高速摄影机能在不改变焦距的情况下扩大视场四倍，满足了核爆火球发光动态测试要求，取得了丰富的科学数据。

　　1976年，中央决定修建毛主席纪念堂。王大珩在参加水晶棺制备工作中，运用丰富的光学技术知识，综合考虑了棺板间角度、软胶厚度以及力学等因素，对水晶棺进行了临界设计，并对瞻仰大厅的灯光设置及环境条件要求做了统筹安排，从而取得最佳瞻仰效果。

　　70年代，国际上遥感技术正在兴起，王大珩以敏锐的科学洞察力，看到这是很有发展前景的新领域。在他的带头和指导下，主持编写了全国遥感技术发展规划，并组织指导系统地开展了遥感技术试验研究工作。由他主持在长春进行了一次综合性的航空遥感试验，取得了丰富的成果。 1980年，他主编出版了《长春遥感试验论文集》和《长春遥感试验典型图像分析》，为中国遥感技术的发展奠定了基础。

　　“863”计划的首倡者之一

　　在新中国科技发展史上，“863”计划是向世界最高科技进军的一个重要里程碑。它是因为相关建议的提出和邓小平作出批示的时间均发生在1986年的3月而得名。这项计划的首倡者便是包括王大珩在内的四位著名科学家。

　　1983年，68岁的王大珩调任中科院技术科学部部长。此时他考虑最多的不是将来的退休生活，而是今后中国科学技术的长远发展。上世纪80年代初，世界科技发展出现了新的动向。当时美国总统里根发表了关于“星球大战”的著名演讲。根据未来“星球大战”要求，要构筑起庞大的战略防御体系，这对尖端科技乃至整个经济发展水平都提出了新的和更高的要求。与此同时，苏联制定了“高科技发展纲要”，而法国也提出了“尤里卡计划”。当世界一些大国已经吹响了向高科技进军的号角时，中国该怎么办?当时包括王大珩在内的一些科学家感到了沉重的历史使命感。

　　后来王大珩回忆起此事时说道，搞“两弹一星”的时候，我国的经济实力也完全不能和美苏等超级大国相提并论，但是我国“独立自主，自力更生”，只花了不到美苏二十分之一的钱就搞出了“两弹一星”，这样在国际上的地位就大不一样了，人民也才有了不受核威慑的生活环境。搞高技术发展研究也是这样，我们集中力量，突出重点，完全可以花较少的钱办较大的事。

　　为了缩小中国与世界先进国家科技的差距，经过一番深思熟虑，并和几位科学家商议后，王大珩起草了《关于跟踪研究外国战略性高技术发展的建议》，慎重起见，他前后修改了多遍，前后写了近一个月的时间。在建议书中，他写道：“当今世界的竞争非常激烈，稍一懈怠，就会一蹶不振。此时不抓，就会落后到以后翻不了身的地步……我们若不奋起直追，后果是不堪设想的。 ”建议书经王淦昌、陈芳允、杨嘉墀三位科学家做了补充，最后定稿后送呈中央。邓小平同志在接到这封信后，很快作出了“此事宜速作决断，不可拖延”的重要批示。后来按照邓小平同志的批示，依据王大珩等4位科学家的建议，有关部门组织了200多位专家、学者，经过全面论证和多次修改，终于制定出《国家高技术研究发展计划纲要》， 获得国务院和中共中央的批准。

　　根据中国的国情，《纲要》在全面跟踪世界高科技的基础上，突出了生物、航天、信息、自动化、激光、能源、材料等7大领域。同时，为了实施《纲要》，国家不仅在资金投入、人才培养方面加大力度，而且还建立和完善了相关的激励制度。“863”计划实施至今，不仅直接和间接创造了数千亿元的经济效益，而且也使我国的科技进入了一个蓬勃发展的新时期。近年来，中国航天技术的突飞猛进和袁隆平超级杂交水稻培育成功等，这只是实施《纲要》所取得的诸多丰硕成果中的一小部分。

　　王大珩院士对于国家的建设性提议并非局限于此，此后他又和其他科学家一起提出成立中国工程院、研制国产大飞机等许多重要建议。