毛泽东作出研制导弹核潜艇的决策后，在党中央、国务院的关怀下和核潜艇研制工作领导小组的直接领导下，二机部于当年9月组建了反应堆研究室，负责核动力研究。海军和一机部共同组建了核潜艇总体研究室，负责总体设计、研究和任务的安排落实。
    从此，研制导弹核潜艇这项具有深远意义的重大科研项目，在中国大地上秘密拉开了序幕。
     二、赫鲁晓夫说：核潜艇技术复杂，你们搞不了；花钱太多，你们不要搞；我们有了，你们就有了；我们可以组织联合舰队。对此，毛泽东愤然指出：“核潜艇，一万年也要搞出来。”
     为加速实施导弹核潜艇的研制工作，中央军委于1959年11月决定：核动力由二机部负责，艇体和设备由一机部负责，海军负责抓总。据此，海军修造部组建了核潜艇总体组，对艇总体设计进行了探讨研究。
    中国人自己研制导弹核潜艇，在很多人看来，真可谓是“天方夜谭”。因为在这之前，中国的常规潜艇还处于襁褓之中。
     1953年夏，中国海军才装备第一艘常规潜艇。这是一艘c型潜艇，服役年限已过60年，浑身伤痕累累、锈迹斑斑，而且“缺胳膊少腿”，并失去了自身动力，根本无法航行。就是这艘常规潜艇，还是1949年毛泽东出访前苏联时，通过和苏联会谈，由前苏联政府赠送的。尽管如此，人民海军总算有了走向海洋的第一代现代兵器。1954年6月19日，我国又从前苏联购买了两艘旧式潜艇，分别命名为“新中国11号”和“新中国12号”。同年7月又购买了另外两艘潜艇。之后，我船舶工业就开始了常规潜艇的仿型设计、建造工作。直到1969年5月，我国海军才正式用上了全部由国产材料、设备建造的常规潜艇。
    在连常规潜艇都不能自主研制的情况下，上马研制导弹核潜艇，其困难是可想而知的。
     当时，核潜艇的研制是和其他核武器的研制同时进行的，最大的困难是缺乏懂核技术的人才。除了少数几个科学家懂得核科学之外，大多数科学工作者对核的了解还很肤浅。而美国和前苏联虽然已经制造出了核潜艇，但其技术属于高度核心机密，中国根本不可能得到。我国核潜艇在研究之初，研究人员手中只有两张外国杂志上发表的有些模糊的核潜艇外形照片，至于核潜艇的内部结构和核动力装置，谁也不知道是什么样的。研究人员不仅缺乏起码的关于核潜艇的资料，而且当时的研究条件极为落后，没有高性能计算机，也没有先进的测量仪表。核潜艇总设计师黄旭华回忆当时的情况说：“当时我们没有任何资料可以借鉴。偶然发现有人从境外带回一个玩具潜艇，我们也反复揣摩、研究，想从中得到某种启发。”
     然而，就是在这样艰苦的研究条件下，核潜艇总体组靠集体的聪明才智和顽强的拼搏精神，于第二年就拿出了核潜艇总体方案的构思。
    中国核潜艇研制计划刚刚提出时，中苏关系尚处于蜜月期间，依靠苏联提供部分技术资料，是聂帅当初提出计划时考虑的措施之一。
     1958年10月，中国海军政委苏振华率代表团访苏，达成了从苏联引进部分海军装备的协议，并于1959年2月4日正式签订。这就是著名的《二四协定》。根据协定，苏联方面向我方提供了常规潜艇的技术资料和设备，派遣专家帮助中国制造，让中国代表团成员参观了列宁号原子破冰船和几种舰艇等。尽管苏方对校潜艇的技术资料十分保密，不肯吐露实质性的内容，但还是回答了一些关于核反应堆方面的枝节问题。
     赫鲁晓夫之所以对中国还比较友好，是因为当时苏联领导集团内部的权力斗争比较激烈，赫鲁晓夫为稳定自己的地位，还需要中国共产党的支持。
     然而，随着赫鲁晓夫自感地位已经稳固后，他那唯我独尊居高临下强加于人的面目就逐渐表露出来。正是他这种老子天下第一，要加强对“兄弟党和兄弟国家的控制”的立场，导致了中苏之间关系的破裂。
    赫鲁晓夫任职期间，曾两次来华访问。关于中苏两国最高领导人的会谈，赫鲁晓夫在《最后的遗嘱》的回忆录中这样写道：
     “我们刚刚开始建造柴油机潜艇和核动力潜艇时，我们的海军部门便建议政府要求中国政府能同意在中国建立一座长波无线电台，以便我们能与在太平洋航行的我国潜艇部队保持通讯联络。”为此，赫鲁晓夫指使苏联国防部长马利诺夫斯基和苏联驻华大使尤金进一步向中国提出建立联合舰队的要求。
     关于当时苏联要求在中国建立长波电台和建立联合潜艇部队的内幕，在美国某大学国防安全与军备控制中心供职研究核潜艇的美国教授约翰·威尔逊·刘易斯是这样讲述的：
     “早在1958年4月18日，苏联国防部长拉季翁·扬·马利诺夫斯基已写信给彭德怀，倡议在1958至1962年间中苏联合建造一个长波无线电传输中心和一座远距离无线电接收装置。苏联将为这两座装置提供70%的资金。北京把马利诺夫斯基的建议看作是一种'控制我国情报和保密通讯'的企图而予以驳回。
     “在中国人看来，这是一个关系到国家独立自主权的问题。在他们的自力更生定义中，这属于控制企图。因此，彭德怀于1958年6月12日通知苏联国防部长，表示中国同意利用苏联的技术援助，但由中国人自己花钱建造这两座装置。7月11日，莫斯科突如其来地抛出了一份协议草稿，主张两国联合经管这两座通讯台站，而由苏联支付全部费用。北京方面对这份草稿作了大量修改，中国人表示要建立并拥有这两座无线电通讯台站，并仅就他们不能制造的设备和材料向苏联发出订单。
     “随着紧张关系的升级及两国对草稿的针锋相对的做法……苏联选择这个时机向中国提出一项补充建议，要求建立一支联合潜艇部队，从而使事态进一步恶化。周恩来6月28日的信要求为中国海军提供更多的技术援助，使莫斯科以为中国人准备与他们打交道，并且只能提出一种折中方案。7月份，苏联大使尤金拜访了政治局委员刘少奇，谈论了关于中国要求援建核潜艇工程的问题，尤金趁机兜售克里姆林宫关于建立一支中-苏潜艇部队的反建议。
     “7月21日，正值双方误解达到顶点的时候，尤金拜会了毛泽东。尤金以赫鲁晓夫的名义询问中苏两国建立联合潜艇部队的可能性。毛泽东问道：'首先，我们应明确指导原则。你们的意思是我们应该靠你们的帮助来建立这样一支潜艇部队，否则你们就不给我们援助？'彭德怀出席了这次会见。当议题转入无线电通讯台站时，彭德怀重申中国反对建立这个长波台，他说：'所有权应属于我们，否则这在政治上是不可接受的。'毛泽东又进行了补充，明确地指出肯定'不赞成组织一个军事联盟'。
     “翌日，尤金和毛泽东再次会谈。这位中国领导人反复重申反对建立长波无线电台，并声称：'建立联合潜艇部队是一个涉及中国自主权的政治问题'。毛泽东看着尤金，愤怒地大声说：'在政治立场上，我们丝毫不会让步……你可以说我是一个民族主义者……如果你这么说，那我就不得不说你们已把俄罗斯的民族主义扩展到中国海疆了。'这次会谈之后，尤金电告赫鲁晓夫说：当苏联的建议被提出时，毛泽东喊道：你竟敢提出这样的建议？!这个建议是对我们国家尊严和主权的侮辱！”
     就此事，赫鲁晓夫后来在他的回忆录中写道：“很显然，毛泽东完全没有尊重尤金……当他和毛泽东在哲学方面发生意见冲突时，作为一个大使，尤金软弱并且是一个很糟糕的外交官……他使我们感到不满意。”
    很显然，赫鲁晓夫以为此事没有办成，是因为尤金无能，他决定亲自出马。
     1958年7月31日至8月3日赫鲁晓夫对我国进行正式访问。会谈中，赫鲁晓夫出人意料地要求中国政府同意苏方提出的“关于建立联合舰队与在中国沿海建立长波台的建议”。赫的这一意图控制中国的要求，理所当然地遭到中国政府的拒绝。
     1959年6月20日，苏共中央致函中共中央，借口当时苏联与美国等西方国家正在日内瓦谈判关于禁止试验核武器的协议，提出中断对中国的若干重要援助项目，以施加压力。
     9月30日，赫鲁晓夫率苏联党政代表团再次来华访问，参加中华人民共和国成立十周年庆典活动。赫鲁晓夫这次是在第一次访美后来到中国的，他在戴维营刚刚与美国总统举行了会谈，并参观了美国的核潜艇。赫鲁晓夫在参观中对美国的记者吹嘘说：“我们苏联的核潜艇，比你们美国的核潜艇数量又多，速度又快……”
     当然，赫鲁晓夫这次到中国来，决不单单是参加新中国的十周年庆典活动，他是抱有另外一个目的，就是继续要求中国同意苏方在中国建立联合舰队与在中国沿海建立长波台的问题。果然，在苏联代表团到达当天的会谈中，赫鲁晓夫就提出了这个问题。