1966年，文化大革命开始，鉴于国际形势的变化，以及西北第一套核设施已经建成，中央决定将核工业转入西南三线地区。
1965年至1967年，103公司四处、二处、一处先后进入四川，承担三线第二套核设施安装工作。
1966年12月，103公司部分领导及机关人员进入四川成都，组建二机部西南二三安装工程公司。
1967年6月17日，我国成功爆炸第一颗氢弹。
1969年5月，103公司机关由404地区迁入四川广元821地区。
1969年10月，西南二三公司机关迁入821地区，归并到103公司机关，统一定名为二机部二三安装工程公司。1969年下半年，参加821工程会战。
1969年底，除红星机械厂留兰州外，二三公司下辖的五个工程处全部进入四川三线地区。
1972年10月，公司在兰州召开了首届公司运动会。
1974年，五处迁入上海参加上海石化总厂建设。1982年7月，五处改称“核工业部第五安装工程公司”（现为“中国核工业第五安装公司”），划归核工业部建工局直接领导。
1978年1月，公司在广元召开了首届公司科技大会，盛况空前。
1979年7月，公司与纺织工业部达成协议，抽调1200人组建纺织安装公司（现为“中核华誉工程有限责任公司），承担仪征化纤厂建设。
1982年8月，核工业部决定，公司对外名称为“国营二三安装工程公司”，对内为“核工业部二三安装工程公司”。
从1967年到1982年，我公司在西南地区建成了第二套浓缩铀厂、军用生产堆及其后处理厂、核武器研制基地，第一座核潜艇陆上模式研制基地及一系列核试验、研究设施。此外，还建成了813工程、405工程，部分建成816工程。
至1982年底，职工人数达到9100人。