1956年10月8日，我国专门研制导弹的国防部第五研究院成立，钱学森点名把时在哈尔滨军事工程学院火箭武器研究室任教的任新民调来，一道筹建我国第一个火箭研究机构。在此之前，任新民就与火箭专业的几位教授一起联名向中央军委提出了发展新兴火箭技术的建议。1955年冬，刚回国不久的钱学森到哈军工参观时，任新民曾陪同参观学院实验室，给钱学森留下了良好印象；1956年1月，他又参加了钱学森主持制定的国家十二年科学发展规划中《喷气与火箭技术的建立》章节，描绘了中国航天事业的发展蓝图。任新民这位也曾留学美国的火箭专业教授，在钱学森麾下，担任钱学森任院长的国防部五院总体研究室主任，共同筹划开展我国火箭技术的研究工作。

根据1957年中苏10月15日新技术协定，苏联援助中国进行导弹的仿制，向中国提供导弹样品和技术资料。1958年初任新民即奉命带队前往中苏边境的满州里，代表中方签字接收苏联提供的P-2导弹样品。然后国防部五院组织开展代号为“1059”的P-2导弹的仿制工作，任新民作为设计部主任和型号副总设计师，带领一批科技人员夜以继日地学习技术、消化资料，组织对导弹的分解、测绘和重装，进行反设计，掌握设计本领。他按照毛 主席“先学楷书，后写草书”的教导和聂荣臻元帅“要学会走路，然后再学习跑步”的指示，坚持从仿制入手，“爬楼梯”，大练兵，不仅成功地设计制造出了火箭发动机所有的零部件，而且亲手设计建造起了火箭发动机试车台。1960年3月由任新民主持研制的火箭发动机首次试车获得成功。

1960年苏联背信弃义，撕毁合同，撤走专家，中止援助，妄图把我国刚刚起步的火箭研究扼杀于摇篮中。任新民义愤填膺，憋着一口气，坚信中国人一定能造出导弹。他带领科技人员自力更生、奋发图强、刻苦钻研、克服困难，首先把他主持的火箭发动机这道难关攻克下来。在苏联专家撤走不到三个月，任新民倾力参与仿制的1059导弹在酒泉基地发射，从祖国地平线升起，一举成功。这是任新民在航天事业的征途上迈出的第一步。

我国接着自行设计、独立研制东风2号中近程导弹，任新民担任副总设计师，主要负责新型火箭发动机的研制工作。在他主持研制的火箭发动机试车多次出现故障的时候，聂荣臻元帅鼓励他：“最困难的时候就是即将成功的时刻，希望你注意身体。”任新民深受感动和鼓舞。他向科技人员传达了聂帅的指示，进一步动员，振奋起精神，千方百计查找故障原因，采取改进措施，最后新发动机试车成功。但是1962年3月21日进行第一枚东风2号导弹飞行试验时却遭到失败，任新民和总设计师以及所有科研人员、试验队员一样心情十分沉重，感到很大压力。这次又是在聂帅的关心和鼓舞下，任新民和大家从失利中振作起来，从挖出的导弹残骸中分析失败原因，特别是从他主持研制的发动机上寻找问题的症结，然后重新进行设计修改，解决了发动机燃烧不稳定的难题，其他的分系统也检查了各自存在的问题。经过两年奋战，通过17项大型地面试验和两次全弹试车，研制出了新的东风2号导弹，并于1964年6月29日在酒泉基地发射成功，标志着我国导弹技术从仿制进入到了独立研制的新阶段。

中国人能自己造导弹了！任新民不禁心潮澎湃，脸上露出笑容。但他并没有陶醉在胜利的喜悦中，而是瞄准了下一个目标，提出挖掘火箭发动机的潜力，研制大推力的发动机，不断提高导弹的射程。任新民后来担任副院长和多种火箭型号的副总设计师，跑遍了科研第一线的研究所和试验工厂。他还带领科技人员奔赴火箭落区搜寻火箭发动机残骸，解决一个个技术关键问题，使我国火箭研制水平不断提高，开辟出了一条通向太空的道路。