1949年10月1日，中华人民共和国成立。新中国成立初期，党和国家在恢复与发展国民经济的同时，集中力量建设国防工业，发展国防科技，并适时做出研制“两弹一星”的战略决策，为新中国国防科技工业的发展打下了基础。
1949年以前，我国科学技术在一个拥有4亿人口的泱泱大国里却纤弱而不能自立。新中国成立后，我国军工从无到有，从弱到强，经历了不同历史发展阶段。新中国的国防工业基础主要来源于两个方面：一是国民党遗留下来的兵工厂。1949年新中国成立时，国民党遗留下来的军工企业有72个，职工约5万余人。这些企业，除少数具有一定规模、设备较好以外，大都规模较小、厂房设备陈旧，且残破不堪。二是革命根据地的兵工厂。中国共产党在革命战争年代创建和发展的人民军工，经过抗日战争和解放战争的不断扩大，到1949年共有兵工厂94个，军工队伍9万余人。其中除少数弹药厂稍具规模外，一般都较小，厂房、设备都很简陋。新中国成立后，我国政府将两部分国防科技基础进行调整合并。到1949年年底，共有军工企业76个，各种设备3万台，职工11万余人。其中，兵工厂45个，航空中心修理工厂6个，无线电器材工厂17个，船舶修造厂8个。这些军工企业只能从事旧杂式武器装备的修配和小批量生产，专业门类不全，科技含量低，不具备国防建设必须的飞机、舰艇、坦克、大口径火炮、军事电子等现代化武器装备的研制生产条件和能力。新中国的国防工业就是在这样薄弱的基础上起步的。
中华人民共和国成立后，经历了强寇欺凌、内乱袭扰的中华民族，又面对着虎视鹰瞵的帝国主义列强，强烈地感受到强大的国防对于民族生存与发展的极端重要性。在恢复国家经济的同时，尽快建设国防工业，生产精良装备，是新中国面临的十分紧迫的任务。毛泽东主席强调指出：“我们将不但有一个强大的陆军，而且有一个强大的空军和一个强大的海军。”提出了我国国防建设和我军现代化、正规化的宏伟奋斗目标。在国民经济尚处于困难时期即拨出尽可能多的经费用于军事科研和武器生产，正是在此基础上，我国国防科技工业才逐步建立和发展起来。当时我军的装备主要是从抗日战争和解放战争中缴获的武器。而这些武器品种繁多、性能落后，多数是美、日等国在第二次世界大战前或第二次世界大战期间生产的，由于缺乏零配件，大多数已不能供作战使用，与我军现代化、正规化建设的要求很不适应。1951年10月，中共中央政治局扩大会议决定，集中力量建设重工业、国防工业和其他相应的基础工业。1953年开始执行的“一五”计划将国防工业列为国家计划建设的重点之一，决定集中力量加快国防工业建设速度。相继建立起一批兵器、航空、电子、船舶及核、航天工业企业、科研机构和高等院校。1952年7月，中共中央和毛泽东主席批准了中央军委报送的“国防建设五年计划”目标，要求五年内初步建设的国防工业生产能力能够保证部队平时武器装备的需要并保持必要的武器弹药的储备。1955年1月，党中央扩大会议做出了发展我国核技术和核工业的决定；1956年周恩来总理主持制定了《1956~1967年科学技术发展远景规划纲要》，确定了发展原子能、火箭和喷气技术、电子计算机、半导体、自动化、精密机械、仪器仪表等新技术领域57项重点课题的研究开发任务，提出了“重点发展，迎头赶上”的方针，并把国防现代化放在突出地位。1953~1959年批准开工建设的大中型国防工业项目共100多个。在苏联援助建设的156个国家大型骨干建设项目中，国防建设项目占41个，与国防工业有密切关系的能源、交通、钢铁、有色金属、重型机构、化工等基础工业建设项目有50个，为现代化国防科技工业的建立和发展打下了重要的基础。在发展国民经济第一个五年计划中，党和国家把发展国防科技工业列为国家建设重点，对军工企业按专业化原则进行了全面改造和新建，初步建立了新中国国防科技工业基本框架体系。
1956年毛泽东主席发表了著名讲话《论十大关系》，提出了正确处理国防建设与经济建设相互关系的重要原则，成为制定国民经济建设和国防建设“二五”计划的指导思想。这表明，以毛泽东为核心的党中央在关于我国国防科技工业发展战略的思考中，建立国防科技工业体系的思想已经初步形成。1956年9月，中共中央召开第八次代表大会，提出将军政费用占国家预算全部支出的比例由“一五”计划期间的30%降低到“二五”计划期间的20%，以便集中更多的资金投入经济建设。同年11月，周恩来在八届二中全会上所作的1957年国民经济计划的报告中强调把国防工业发展的步子适当放慢，重点加强冶金工业、机械工业和化学工业，把基础打牢。50年代中期，面对美国的核威胁，强调发展先进武器工业，如原子弹、导弹、遥控装置、远程飞机工业，改善武器装备供给结构，提高武器装备供给的技术含量。“二五”计划期间安排大型国防工业建设项目44个。这批重点建设项目都具有规模大、设备比较先进、技术水平较高等特点，对改变我国国防工业落后面貌、提高国防科技工业供给能力发挥了巨大作用。1959年，党中央在《关于经济建设与国防建设关系中若干问题的指示》中提出，不但要建立一个独立完整的现代化经济体系，而且还要建立独立完整的现代化国防工业体系。1960年，中央军委做出部署，要求大力加强国防工业基本建设，提出在八年内建成独立完整的国防科技工业体系。
经过10年艰苦创业，到1959年年底，我国国防工业建成了大中型军工企业100多个，独立的军工科研设计机构20多家，共有金属切削机床6万台，职工增加到70多万人，其中技术人员3.3万人。建设了沈阳、北京、太原、西安、成都、重庆、兰州等比较集中的国防工业生产基地，初步形成了比较完备的国防工业体系。这一时期，国防工业累计仿制生产了100多种制式武器装备中国人民解放军，并开始向自行研制转变。
20世纪50年代中期，为了打破帝国主义的核威胁和核垄断，保卫国家安全，维护世界和平，毛泽东主席强调指出：“中国不但要有更多的飞机和大炮，而且还要有原子弹。”决心在世界高科技之林占据一席之地。1956年，随着经济建设高潮的到来，中共中央向全国人民发出了“向科学进军”的号召。紧接着，国务院成立了科学规划委员会，组织全国600多位科学家和技术专家，制定了我国第一个12年科学技术发展规划，拟订了包括基础研究、应用研究和发展研究在内的第一批重要发展计划，采取了发展计算机技术、半导体技术、自动化技术、无线电技术、核技术、喷气技术等六大紧急措施。在党中央“向科学进军”的伟大号召下，我国制定并实施了“12年科学规划”，形成了我国科技发展的第一个里程碑。中共中央决心集中力量发展国防尖端技术，相继把原子弹和导弹的研制列为国家计划的重点，把有限的资金和力量，集中在原子弹和导弹等关键项目上，并在较短的时间内研制出原子弹、氢弹和导弹核武器，使中国进入掌握尖端武器国家的行列，打破了帝国主义的核垄断，巩固了国防，振奋了民族精神。从此，我国的科技事业发生了根本性的变化，开始走上了现代化的道路。那个时代，我国解放不久，经济建设刚刚起步，经济实力很弱，又有帝国主义的封锁，以及后来的三年困难时期，但是，我们硬是靠着中国共产党的坚强领导和社会主义制度的优越性，以大无畏的革命精神，集中人力物力，大力协同，把“两弹一星”搞了上去。同外国相比，我国从第一颗原子弹到第一颗氢弹爆炸成功仅用了2年8个月，而苏联用了4年，美国7年，法国8年。我国发射的第一颗卫星，与世界上第一颗卫星升空的时间也仅相距13年。“两弹一星”的研制成功，不仅提高了我国的国际地位，而且也带动了我国高技术产业的建立和发展。
综合来看，这一时期，国防科技工业从无到有，从小到大，从仿制走向自主研制，并初步形成了比较完整的国防科技工业体系，武器装备研制生产取得了辉煌成绩。我国国防工业经历了从20世纪50年代到70年代的大规模建设，特别是60年代中后期和70年代的大部分时间里，进行的以军工为重心的“大小三线”建设，建立起了兵器、航空、航天、造船、核电子等工业部门，形成了“大常备、小动员”的比较完整的国防科技工业体系。国防工业为增强国防实力和维护国家安全发挥了重大作用，为奠定我国在世界上的大国地位做出了不可磨灭的贡献。
新中国在成立以后的一个历史时期内，集中建设国防科技工业，形成发展国防科技事业的骨干力量的决策，从总体上看是必要的和正确的。但是，由于历史原因和长期受临战状态指导思想的影响，国防工业的发展存在规模过大、分散重复、自成体系、产品单一、自我发展能力不强、更新改造困难等问题，与新的历史时期面临的形势和肩负的任务不相适应，必须进行改革调整。1978年党的十一届三中全会以后，中央军委提出了“缩短战线，突出重点，狠抓科研，加速更新”的方针，从规模上开始压缩国防科技工业的生产能力，并集中优势兵力重点搞好科研。
20世纪70年代末80年代初，邓小平同志根据日趋缓和的国际形势提出国内工作重新转移到经济建设上来，中国的国防科技工业的发展也随之进入了一个新的阶段。1982年1月，邓小平同志在总结国内外国防科技工业发展经验后，提出了“军民结合，平战结合，军品优先，以民养军”的十六字方针。要求军工除完成国家规定的武器装备科研和生产任务外，还要全力以赴地搞民品科研和生产，在军民结合问题的认识上有了新的突破。为贯彻这一方针，国家制定了《军工企业生产民品管理办法》，组织各国防工业部门制定了26类240种民品的发展规划，还制定并实施了“六五”计划的18大类275种民品的发展规划。国防科技工业从服从和服务于国家战略出发，实行军民结合的发展方针，由单一面向国防建设服务转为面向四个现代化服务。1983年8月，国家三部委联合召开“军民结合、发展民品”会议，讨论“六五”后两年和“七五”期间民品科研生产的规划。9月，国务院召开专题会议研究军转民问题，明确指出，军工企业搞民品生产、技术转让，不是为了找饭吃，是要为国民经济服务；不是权宜之计，而是长期方针；不仅要为国防建设服务，更要为整个社会主义建设服务。1986年7月，国家调整军工管理体制，将原核工业部、航空工业部、航天工业部、兵器工业部改为由国务院直接领导，为军工企业发展民品纳入国家统筹规划和国民经济发展规划创造了有利条件，解决了国防科技工业在上层管理体制上长期存在的军民分离的弊端。1989年4月，国家计委、国家科委、国防科工委联合成立了三委军转民联络组。同年10月，经国务院批准，三委联合在京召开了“全国军民结合工作会议”，总结和交流了十年军民结合工作的经验，提出了进一步推进军民结合工作的10条措施①。改革开放以来，特别是党的十四届三中全会以来，军工产业融入国民经济和进入社会主义市场经济体制的进程明显加快，产品结构、产业结构、组织结构以及军品科研生产的运行机制发生了相当大的变化。我国军工改变了军品单一结构，民品得到了较大发展。自1983年以来，已有3万多项军用技术成果转到民用，例如，高灵敏湍流探测器、测量控制系统、多功能辐射计、感应直线加速器等一批中间成果，开始向精密机械、电子、激光加工、通信、能源等常规及民用行业辐射，有不少已替代了进口产品，使许多关键器件实现了国产化，为高技术产业的发展做出了贡献。从20世纪80年代开始，我国进行的“军转民”工作取得了巨大成就。国防科技成果在技术市场的贸易额每年递增60%以上，创造了数以百亿计的经济效益和巨大的社会效益，既支援了国民经济建设，又进一步增强了我国的国防实力和综合国力。
新技术革命的浪潮从20世纪70年代开始日益明显地在全球推进，势头越来越迅猛，世界进入了新一轮高技术竞争。80年代伊始，世界发达工业国家竞相提出高技术发展的战略。在现代国际竞争中，高技术具有举足轻重的作用。第二次世界大战后发达国家的经济发展很快，且比较顺利地渡过了两次能源危机，其重要原因之一就是，由于着力依靠技术进步，建立了一系列新的产业部门，使国计民生得到稳定发展。许多国家和地区由于科技进步实现了长期稳定的经济高速增长，有的发展中国家和地区由于重视高技术产业的发展也大有后来居上之势。这场激烈的竞争使中国的科学家们敏锐地发觉，在高技术发展的大潮中，谁想赢得主动，谁就必须夺取时代的制高点，在几个最关键的领域中保持一定的发展势头。面对新技术革命的挑战，中国根据邓小平提出的科学技术是第一生产力的科学论断，从自己的国情、国力出发制定了对策，明确提出武器装备现代化的关键是发展国防科学技术，要求把发展国防科学技术摆在军队装备建设的首位，并通过开展2000年的中国国防科学技术发展战略研究，拟制了新的国防科学技术发展计划。1986年我国制定的“863”高技术研究发展计划正是为了进一步跟踪世界高科技的发展，既开发明天的技术，又引导今天的技术进步，推动高技术流向传统产业，促进传统产业的技术改造。既为中国的腾飞描绘了美好的蓝图，也指明了科技发展的方向。把科技成果尽快转化为生产力，实现产业化、商品化，是振兴我国经济、国防、科技，提高综合国力，缩小与发达国家差距的关键措施。近年来，“963”计划和推动高新技术产业发展的“火炬计划”的实施已取得初步成绩。科技进步在国防现代化建设方面也获得了许多世人瞩目的成就，在“两弹”爆炸、卫星上天、核潜下水、核导发射的基础上，在军用机电、航空、航天、核、船舶、兵器等方面取得重大成果，突破了自动控制红外探测、光纤传感、减振降噪等关键技术；在空气动力学、水动力学、军用超高速集成电路、光电技术、精确制导技术等重点领域都取得了可喜的成绩；国防科技应用基础研究也取得重大进展，突破了军事领域的一批重要技术，在微电子、计算机、新材料、核技术、航天等方面的研究与开发上取得了一批阶段性成果；在军用信息获取、传递、处理、控制及综合技术等应用研究方面也有较大进展；完成了一批新型元器件、新装置的理论研究和试制，生产出7000多个品种、数十万个规格军用电子基础产品；对军用高技术的实验、检测、试制、发射等手段和设施进行了改造与增建，为国防现代化建设增强了发展后劲。总之，在战略武器、常规武器、导弹、飞机、核潜艇和光电系统等大型科研工程，促进武器装备更新换代，改善我军武器装备水平，增强我军现代化作战能力方面，都获得了重大发展。
但与国外相比，我们在很多高技术领域还有相当大的差距。我们应该在吸收、消化、继承的基础上，努力推进科技事业和经济建设的发展，力争在高技术方面取得实质性进步，努力创造出具有竞争能力的高技术、新产品、新装备，力争进入国际舞台。
1997年，在我国胜利实现现代化第一个目标、社会主义市场经济体制框架初步确立的情况下，党的十五大提出了把邓小平理论作为党的指导思想，确立了科教兴国、可持续发展、科技强军等重大战略，并把国防科技工业作为国家战略性产业，以促进在新世纪实现跨越发展。在这一时期我国军工全面贯彻国防建设与经济建设“两头兼顾、协调发展”的战略思想，进入了以建立适应社会主义市场经济体制要求和装备现代化建设需要的国防科技工业新体系、新体制和新机制为目标的发展新阶段。自20世纪90年代起，为加强集中统一管理，引进竞争机制，实现政企分开，对军工管理体制进行了重大改革。1998年将原国务院、中央军委领导下的国防科工委改为中央军委领导下的总装备部，新成立国务院领导下的国防科工委作为国家国防科技工业管理部门。1999年7月，将原5个军工总公司改组为中国核工业集团公司、中国核工业建设集团公司、中国航天科技集团公司、中国航天机电集团公司、中国航空第一集团公司、中国航空第二集团公司、中国船舶工业集团公司、中国船舶重工集团公司、中国兵器工业集团公司、中国兵器装备集团公司等十大军工集团公司。2002年又组建了中国电子科技集团公司。经过调整，使总装备部归口管理的军队装备使用部门与国防科工委归口管理的军工科研生产单位，构成装备订货和组织生产、需要与供应关系。面对新世纪，总结我国国防科技工业的发展的历史经验和改革开放后全国经济与科技发展的水平，党的十五届四中全会把坚持“军民结合、寓军于民、大力协调、自主创新”确立为国防科技工业的发展方针，国防科技工业开始了“军民结合、寓军于民”的伟大实践，使武器装备的研制生产向依托于整个国家工业基础的方向发展，军转民进入“军民结合、寓军于民”发展的新阶段。