李天来所后，在中国人民解放军总字922部队（国防部第六研究院第一研究所，即601所）参军入伍，成为一名真正的解放军战士。分到室里工作一段时间后，又按照总政规定分到部队的大学生要下放基层锻炼一年。1964年4月，到所的六三届大学生及1964年初来的大学生一起下放到旅大地区的多个基地，到机场做地勤机务兵，半年后，又到农村参加“四清”运动。
1964年9月实习期满，李天与1963年来的同志都转正，被授予中尉军衔。1965年5月国防部下令所属的五院、六院、七院等脱军装集体转业到地方，六院归到三机部，第一研究所由三机部领导。从此一年多的军旅生涯结束，开始投入到摸透歼7自行研制歼8的工作中去。
投笔从戎一挥间，
下放磨炼苦亦甜。
摸石过河仿歼七，
参研歼八赋新篇。
军旅生涯
清华大学学子李天一转眼变成了扛学员肩章的解放军战士。思想、作风和生活习惯都发生了很大变化。“日落西山红霞飞，战士打靶把营归……一、二、三、四”。歌声响亮，威震四方。部队的军训生活使人难忘。集训时每天都要进行军事操练，“立正、稍息、左右转，齐步走、正步走。”一会跑步前进、一会匍匐前进。还要学习军事知识，如学习利用地形地貌等作战技术，有时还要学习瞄准射击，特别是有时还搞夜间紧急集合，要求五分钟从被窝爬起来，穿戴整齐，背上背包，到操场集合。这些新来的大学生很不适应，有些女同志更是狼狈不堪，有时把裤子当上衣穿。背包一走就散，逗得大家笑声不断，这种军训生活至今还十分留恋。
到设计室工作后仍按部队的习惯，每天早上6点起床出操跑步，6点半到7点20分为晨读，7点30分早饭，8点上班。晚饭后大家都到办公室去看书或加班。生活紧张而愉快。年青的学生第一次穿上军装很兴奋，周日大家一起到太原街的“生生照相馆”留影纪念。在街上非常注意军容风貌，当年军人的风采，至今还留在记忆当中。
李天到导数组工作后，沙正平大尉简单向他介绍了本组的工作任务，并找了几本报告让他看。导数组就是用理论计算方法和风洞试验方法给出飞机及各部件的气动力特性及气动导数值，包括升力、阻力、俯仰力矩、侧向力、偏航及滚转力矩（气动特性），以及它们对迎角和侧滑角的导数值，供性能组和操纵组用来计算飞机的飞行性能和操纵品质。那时理论计算方法是参考苏联列别提夫著的《导弹及飞机气动动力特性》一书给的曲线和公式计算的，属于工程估算方法，比较粗略。主要还是靠设计加工出缩比的飞机模型在高、低速风洞中通过吹风给出比较真实的飞机气动特性。1963年下半年正处于摸透歼7的阶段，导数组的任务是建立一套实用的工程计算方法，通过与歼7模型风洞试验结果对比来验证其正确性。此时飞机静导数（气动力对迎角和侧滑角的导数）方法已建立了，但动导数，即与飞机的俯仰、滚转、偏航角速度变化相关的力和力矩导数还未建立。这个任务就交给李天了，当时顾诵芬是气动研究室里唯一的少校工程师，他指导操纵、性能、导数、载荷及进气道各专业组的工作。他给李天十几篇美国NACA有关这方面的报告、文献，让他阅读并从中找出好的计算方法。这些有价值的参考资料多是用照相机拍的黑白胶卷制成的缩微卡，需要在特制的显微阅读仪上阅读，全所只有三台这种阅读仪，集中放在一间暗室里供大家使用。由于任务紧，那段时间里每天一上班他就到黑暗的阅读仪房间阅读英文资料，一坐就是上午四小时、下午四小时，晚上到办公室整理，归纳一天的收获。经过一个多月的奋战，查阅近百篇有关的资料、文献及计算报告，通过综合分析，公式推演，算例验证，终于建立起一套飞机气动力动导数及大马赫数下静方向安定特性的计算方法，为战斗机的气动布局设计提供了必要的手段。对比今天的工作环境，601所现在的图书馆已建成电子书库，每人办公桌前都有一台计算机，只要把你想要查的资料名称输进电子书库，一二分钟后所要的资料就出现在你的屏幕前，好的资料马上就可以打印成纸质的，方便极了，再也不必像他们20世纪60年代那样，每天去有阅读仪的暗室去阅读外文资料了。现在看来，通过那段的苦读，不仅使李天积累和掌握了大量有关飞机气动力设计的资料和文献，学到了课本中所没有的知识，充实了他的专业基础知识，也锻炼了他的勤奋读书，刻苦学习的坚强意志，只要有强烈的事业心和追求的目标，就不怕苦，不怕累而忘我地工作。这也是今天年青人应该具备的品格。
1964年初，总政规定分到部队的大学生要下放到基层锻炼一年。1964年4月初他们六三届来的大学生及1964年初科大（乌克力等）和哈工大（许扬等）来的毕业生一起下放到旅大附近多个基地（普兰店、瓦房店、周水子等）。李天等五人分到大连附近的登沙河机场做机务兵，该机场位于大连金州地区，在空旷的飞机场上看到的是一排排米格-15飞机及其教练机。接触到的是解放军的空地勤人员，开始了很有意义的工作。有飞行日时与机械师一起早4点多起床然后去机场，做飞行前的检查，大家跟着师傅走，看他都检查什么，师傅的认真、细微和一丝不苟的精神教育和感染了他，完成一个飞行起落后马上进行再飞前的检查，一般一架飞机一个飞行日要飞行4~5个起落。在机场吃早饭、中饭。飞行日结束后，飞行员乘车回去了，他和机组的同志对飞机进行一次全面彻底的检查和排故。事故不过夜，有时遇到一个大故障，要干到半夜才能回去休息。机械师的工作是非常辛苦且责任重大的。
在下放期间，他还给机务中队画了大幅彩色的飞机液压管路、电源线路和燃油管路等图片，给他们讲解和上课。后来调到周水子机场又干了两个月。回想当年在部队机场下放锻炼，学了很多实践知识，对今后的设计工作很有指导意义。同时，从空军官兵身上学到了认真负责，一丝不苟，吃苦耐劳，不计较个人得失的高尚品格。
四清史话
李天在部队锻炼半年后，按到上级通知去参加农村“四清”运动，1964年10月大家在大连集中学习一周有关政策后，分别下到大连金县各公社并与大连市机关干部组成“四清”工作队，到农村参加“四清”运动。“四清”运动是指在1963年2月，中共中央召开工作会议决定在农村开展以“四清”为主要内容的社会主义教育运动。5月，毛泽东在杭州召集有部分中央政治局委员和大区书记参加的小型会议，制定出了《关于目前农村工作中若干问题的决定（草案）》（《前十条》）。5月20日，中央把它作为指导社会主义教育运动的纲领性文件在党内传达。《前十条》对农村形势做了“左”的估计，认为中国社会已经出现了严重的尖锐的阶级斗争情况，资本主义势力和封建势力正在对党猖狂进攻，要求重新组织革命的阶级队伍，把反革命气焰压下去。文件传达毛泽东的话说，如果不抓阶级斗争，少则几年、十几年，多则几十年，就不可避免地要出现全国性的反革命复辟，马列主义的党就一定会变成修正主义的党，变成法西斯的党，整个中国就要改变颜色了。当年9月，中共中央在北京召开工作会议，又讨论制定了《关于农村社会主义教育运动中一些具体政策的规定（草案）》（《后十条》）。《后十条》贯彻《前十条》的指导思想，强调“以阶级斗争为纲”，同时又指出了团结95%以上的农民群众和农村干部的重要性，规定了依靠基层组织和基层干部，以及正确对待地主、富农子女等政策。11月14日，中共中央发出《关于印发和宣传农村社会主义教育运动问题的两个文件的通知》，规定将两个《十条》印发全国农村每个支部，并在党内外宣读。此后，各地在试点的基础上，在部分县、社开始进行社会主义教育运动。“四清”运动的内容，一开始在农村中是“清工分，清账目，清仓库和清财物”，后期在城乡中表现为“清思想，清政治，清组织和清经济”。
李天和工作队在集训时学习了《双十条》，学习了中央开展四清运动的有关政策和规定，当时是以阶级斗争为纲，参加“四清”运动，就是到阶级斗争的大风大浪锻炼和改造自己的世界观和人生观。当年新毕业的大学生都要经过这场锻炼和考验。李天在回忆参加四清运动时说：“我和乌克力、曹康家等人分到了金县大孤山公社大孤山大队、我在一小队，乌克力在二小队、曹康家在七小队。这里是位于海岸边的大队，男社员多是渔民，两家一个渔船。冬天，每天凌晨出海去捞海蛎子，下午回来女人在海边把蛎子刨出来交小队，夏天出海捞带鱼和虾爬子等。由于是山地，有些果树和少量包米地，那里生活并不富裕。当时工作队都是住在老乡家，吃派饭，一天三顿在一家吃，明天再换一家，轮流下去。工作队有一些特殊规定“三同”和“五不准”，三同就是同吃、同住、同劳动，五不准就是不准吃肉、鸡、鱼、蛋和细粮等。到老乡家只能吃包米粥、窝头、咸菜，最好的时候有一碗炖白菜就不错了。工作队的任务是访贫问苦，扎根串连，重新登记阶级成分。依靠贫下中农清理阶级队伍，批判“地富反坏右”，并清理干部和会计是否有贪污等各种问题。让每个农村干部“洗手、洗澡放包袱”。白天有时参加劳动，有时去外调。从部队来的年青人经常承担去外调的任务，那里是山区，连自行车都很少，都是靠双脚走，一天得走五六小时，几十里路，晚上还要访问贫下中农或参加工作组开会，生活十分紧张，非常艰苦。那时心里想的就是如何经受住考验。后来在1965年1月，中共中央发出《农村社会主义教育运动目前提出的一些问题》（即《二十三条》），文件接受了毛泽东对政治形势的基本估计，强调运动的根本性质是社会主义和资本主义的矛盾，并特别提出：“这次运动的重点，是整治党内那些走资本主义道路的当权派。”实际上为“文化大革命”的发动做了准备。由于所里的工作繁忙和下放锻炼到期，李天他们于1965年4月就回所参加型号研制工作了。