之后，在王大珩先生的带领下，长春光机所在建所不到6年的时间里，相继研制出我国第一台电子显微镜、第一台高温金相显微镜等一大批高水平的光学成果，史称“八大件一个汤”（“八大件”指8种光学仪器，“一个汤”指融化态光学玻璃），一举改变了新中国在光学领域一片空白的局面，奠定了我国国产精密光学仪器的基础，也轰动了全国科技界。

上世纪60年代初，我国正处于三年经济困难时期，但是为了巩固国防，党中央决定独立自主地发展我国原子弹、导弹技术。其中，在靶场上建立大型光学弹道测量系统就是重要课题之一。对长春光机所来说，要接受代号为“150工程”这样重大的项目，困难很多。

王大珩以极大的勇气接受了任务，并亲自担任总工程师，从设计、加工工艺到装配调试都亲自过问，使整个工程从模型试验到技术设计再到加工安装调试顺利完成。1964年10月16日，中国成功地爆炸了第一颗原子弹。王大珩和同事们研制的大型光学测试仪器在试验中取得了令人满意的结果。

1970年4月24日，我国成功发射了“东方红一号”人造地球卫星，迈开了发展宇宙空间技术的步伐。王大珩参与卫星大总体工作，任设计组副组长。随着我国空间事业的发展，对光学设备的要求也大大提高了。如返回式卫星装备的对地观测相机，要求高分辨率光学系统，既要能经得住自动拍摄震颤，又要长期保持正常工作，这个重担又落在了王大珩和同事们肩上。经过努力，他们终于攻克了难关。当卫星返回时，相机带回了拍摄的资料，成功看到了清晰的地面图像。

1980年5月，我国向南太平洋发射远程运载火箭试验成功。“远望号”航天测量船完成了火箭再入段的跟踪测量任务。而他们使用的先进“武器”之一，就是王大珩率领的长春光机所研制的大型光学设备。这又是一个崭新的课题。王大珩和他的同事们承担起船用电影经纬仪和船体变形测量系统的研制任务。当时没有任何资料可循，一切靠中国人自己的创造性。

谈起创新的秘诀，王大珩认为是责任，他曾说：“科技工作者要做建设大军里真正的排头兵。这个排头兵不仅是要找一条路，还要披荆斩棘，让后面的建设大军能够跟上来。这个披荆斩棘，就是不断创新。”