“科技为民，创新报国”，从大洋钻探到“蛟龙”入海，从“两弹一星”到“嫦娥”落月，65年来，中国科学院攀登、拼搏、求真、奉献，硕果累累，人才荟萃。“科学发展，发展科学”，从“科学的春天”到“创新型国家”，65载春秋，中国科学院肩负科学重任，服务中华崛起。“从大到强，从强到尖”，展望世界，中华民族科技强国的新征程才刚刚开始；继往开来，中国科学院将再攀科技高峰。
1964年10月16日15时，东方一声巨响，震惊整个世界。在中国西北的核试验场地，中国自行研究、设计、制造的第一颗原子弹装置爆炸试验成功，自此，中国有了自己的原子弹，中国拥有了自己的核技术。中国科学院做了大量关键性工作。当中国决定制造自己的原子弹以后，中科院全力支持。
原子能所等七个研究单位整建制地划归二机部；一些优秀的科学家被选到二机部、核武器研究所和核燃料生产部门的领导岗位；各研究所还抽调千余名科技人员输送给二机部。此外，科学院还调动了20多个研究所投入到研制原子弹有关的工作，承担了铀矿评价、采选、铀化学化工、铀分离、反应堆、钚化学化工、核燃料冶金、核爆炸试验技术及测试仪器、卫生防护等12个方面的科研协作任务，均作出了重要研究成果。
1965年，中国科学院上海生物化学研究所、上海有机化学研究所与北京大学化学系合作，在世界上第一次用人工方法合成了具有生物活性的结晶蛋白质——牛胰岛素。蛋白质结构及功能的研究，是1956年制定的十二年科学技术发展规划中几个基本理论问题之一。蛋白质和核酸一起，构成生命现象最重要的物质基础，若能在生物体外以化学方法人工合成蛋白质，就有可能为揭露生命奥秘打开一条新的道路。
中国的人工合成胰岛素研究工作，始于1958年12月。当时中国在多肽合成方面尚没有研究基础，合成所需的原料也很缺乏。但科研人员抓住了胰岛素拆分与重组合试验这一关键工作，经过600多次失败后，终于成功地拆分了天然胰岛素的A链和B链。经过几年艰苦工作，终于在1965年9月获得成功。
这一成果加速了与胰岛素有关的激素研究和应用，促进了胰岛素的作用原理和胰岛素晶体结构的研究，带动了生化试验与生化药物的发展，是中国基础研究中一项非常重要的研究成果，表明中国在多肽和蛋白质合成方面的研究工作进入世界先进行列。
1970年4月24日，人造地球卫星发射的一切准备工作就绪。下午9时35分，火箭离开发射架，直冲云霄。9时48分，星箭分离，卫星入轨。9时50分，广播事业局收到卫星播送的《东方红》乐曲。次日下午，新华社向全世界宣布，中国成功地发射了第一颗人造地球卫星。中国第一颗人造地球卫星发射成功，是中国发展航天技术的良好开端，在中国航天史上具有划时代意义。
1988年10月16日凌晨5点56分，中国第一座高能加速器——北京正负电子对撞机（BEPC），首次对撞成功。北京正负电子对撞机，从1981年开始筹建，在完成了物理设计和主要部件的预研之后，于1983年12月经国务院批准，列为国家重点科研建设工程。1984年10月正式开工，3年时间基本完成了上百种近千台件设备的加工制造、测试验收、安装准直、系统调试及约5万平米的土建工程。1987年底整机联调成功。
又经过10个月的改进、完善和调试实验，于1988年10月16日实现了正负电子对撞；10月22日，大型探测器也调试成功，首次得到了宇宙线径迹。至此，北京正负电子对撞机宣告建成。北京正负电子对撞机是迄今为止中国建造的规模最大的科研工程。
2001年，中科院启动了知识创新工程重大项目：“青藏铁路工程与多年冻土相互作用及其环境效应的研究”，在国际上首次创造性地提出了冷却路基、降低多年冻土温度的设计新思路，有效地解决了青藏铁路建设中的重大技术难题。青藏铁路是全球穿越永久性冻土地带最长的高原铁路。修建之初，西方专家就预言称“这是无法攻克的世界性难题”。
上世纪50年代初期，中国政府提出修建青藏铁路时成立了冻土大队，赴高原研究冻土问题，这其实就是中国科学院寒旱所的前身。后来青藏铁路工程一波三折，但科研人员对青藏高原冻土的研究却没有停止过。为了解决青藏铁路沿线的冻土难题，科研人员变被动为主动，采取“冷却路基”的思路，给冻土地带装上“土空调”，收到很好的成效。此后，青藏铁路冻土破解经验给我国寒区的工程建设提供了许多重要的指导和借鉴价值。