邓稼先是第一批到二机部九局报到的，一共有三个人。九局后来改称九院，即中国的核武器研究院，在1958年开始时它设在北京郊外，不久即迁到青海省大草原上方圆几百里的荒漠之处。
1958年8月，那时候九院还没有房子，只是将北京城外北郊的一大块地方划出来作为他们日后的院址，叫作三号院，当时那里还是一大片高粱地。若在20世纪90年代，要修建国防尖端科研大楼，不用说，一定是极高的标准和一流的施工单位。而在50年代就完全是另一种情况。从新毕业的名牌大学的优秀毕业生到邓稼先这样的副研究员，全部投入施工行列。他们砍高粱、挑土、平地、修路、抹灰、砌墙，同时还做着建筑工地的各种杂活。这难道不是一种浪费吗？的确，这种看法并非没有道理。
中国自1949年解放以来，不久就掀起了一场知识分子的思想改造运动，要求知识分子与工农相结合。这场运动不仅冲击了“万般皆下品，唯有读书高”这一中国古老的传统观念，而且提倡了向实践学习的科学态度和密切联系群众的优良作风。尽管有些时候走过了头，但是许多知识分子从这里仍然获益良多。邓稼先后来很自信地说：“通过劳动，我觉得把自己矮的那一块补起来了。”
邓稼先和他的年轻的同事们累了一天，满身泥巴，没有任何怨气，反而从心里溢出一股豪情：“白手起家。”这几乎可以说是1958年“大跃进”的时代精神，这种精神曾因过度膨胀而带来了违背客观规律的失误，但在另一方面却也激发人们拼命去取得一些超乎寻常的结果，包括核武器研制工作这样的成就，冷静地说，也是得益于它的鼓舞。
领导交给邓稼先的第一个任务便是从苏联专家那里学本事。其实苏联的援助，从一开始就是有限度的。最主要的是尽量不提供军事援助。不过，在中国核工业系统工作的全部二百多名苏联专家，态度毕竟不同于苏联政府，他们不是铁板一块。有的专家对中国很友好，尽管不敢突破政府的限制，但他们的态度是和蔼善意的。只要不涉及原子弹的内容，他们也会与中国专家们谈笑风生，天南地北无所不聊。但有的专家却完全不是这样。除了专家们态度上的差别，在不同项目的援助分寸上也是有差别的。
第一位苏联专家是喜欢穿中式棉袄、爱喝乌龙茶的列金涅夫。他曾经给四五位高层中方人员讲课，因为旁听的苏联顾问团领导用咳嗽声提醒他，于是他的讲课便含糊其辞地收场了。列金涅夫走了以后，新来一位继任者。这位专家什么也不说，大家给他起了一个外号叫“哑巴和尚”，只敲木鱼不念经。当时的二机部宋任穷部长要求：能挤就挤，像挤牙膏、挤一点算一点。教学模型迟迟没有消息，“哑巴和尚”又开出25本书目，说只有读好这些书，才能理解教学模型。他曾经说：“要最拔尖的科学家，只要一百零五个。”他还开列出上百个专业的书籍，其中甚至有关于养花的书。邓稼先客气地请教：“花匠与原子核物理有什么关系？”哑巴和尚顺口说：“你为什么不问原子核物理学家要不要在开满鲜花的环境里工作呢？”无情的现实，证明学本事的路是走不通的。
随着时间的推移，早已预见到的变化终于到来。1959年6月20日，苏共中央致函中共中央，信中以苏、美、英等国正在谈判禁止试验核武器为借口，提出暂缓向中国提供原子弹的教学模型和图纸资料：1960年7月16日苏联政府照会中国政府，他们决定自1960年7月28日到9月1日，撤走全部在华苏联专家，中苏关系破裂。苏联毁约停援给中国核工业建设造成了很大的损失。从原子弹理论设计方面说，主要是白白地耗费了我们的时间和精力。九院先用三个月盖成了原子弹教学模型厅，一切按专家提出的要求办，两层楼高的平房，窗户很高，很小，从外边看不见厅里的任何东西，又在紧靠马路的地方竖起了一个大约十层楼高的大烟筒，遮住模型厅，使马路上的过往行人看不到。苏联专家很挑剔，先是说模型厅的地面不够平，于是邓稼先和小伙子们立即去平整地面，使它平滑得用水平仪也测不出偏差来。专家又说，窗户上没有加铁栏杆，当然，铁栏杆也用最快的速度加上了。专家还说保密条件不够，于是又加设了“足迹地带”，并按他们的要求一项一项地补建。直到苏联保密专家再也挑不出任何毛病为止。然而这一切精力和时间都已白白浪费，邓稼先他们为“挤牙膏”而用的脑筋也都白费了。
尽管专家临走时因匆忙或不留神掉下了一点碎纸片，上面有像眉毛形状的一条弧线和数字，领导要邓稼先整理，经过拼凑和分析，合成了一些当时以为可能有用也可能没用的材料，但后来才知道是完全没用的内容，仅此而已。二机部刘杰副部长把邓稼先找去，对他说：“今后一切只能靠我们自己干了。”其实，并非是“今后”，理论部的同志早已经是靠自己干了，对苏联援助的幻想为时极为短暂。