1961年5月，聂荣臻提出“五院、二机部、中国科学院，三家要拧成一股绳，共同完成国防尖端任务。”根据聂荣臻的指示精神，成立了中国科学院与二机部、中国科学院与五院两个协作小组，以加强对协作的领导，充分发挥中国科学院有关研究所的作用，更密切地为“两弹”服务。协作小组由部、院和国防科委领导组成。

 　　中国科学院与二机部联合成立五人协作小组之后，新技术局局长谷羽与二机部五局局长邓照明也增加了对口联系，以协助五人小组多做工作。他们协调计划和任务，解决条件保障中的特殊困难，商定成果验收和登记的有关规定，保证任务的顺利进行。对于重点任务，双方又都指定专人对口联系。

 　　苏联专家撤走后，中国科学院将大约1000名科技人员送到二机部，仅金属所就调去副所长张沛霖等近百名核燃料科技人员。在配合二机部的科研任务方面，从铀矿的评价、勘探，到核燃料的冶炼加工、原子弹设计中的理论研究、原子弹爆炸的模拟计算、引爆炸药、核防护、核爆炸的诊断技术等，科学院都做出过重要贡献。如：从铀矿浆直接吸附分离铀的特种树脂，气体扩散法分离铀同位素的分离膜、扩散分离器中被称为“塑料王”的各种垫圈、垫片、阀门填充料，扩散分离设备中耐辐射、耐强腐蚀的润滑油都是被封锁禁运的，科学院不仅开创性地研制出样品，还建立了车间，提供产品，解决了二机部的急需；科学院研制的高速摄影机，在中国第一颗原子弹爆炸时，用于火球摄影与测定，取得圆满成功；此外，核试验爆炸场区的方案选定、试验中的气象保障、爆炸后的地质效应研究、放射性污染分析等，都凝聚着两家科技人员协同作战的心血。而在此“大力协同”中，谷羽与邓照明以及由他们分别领导的科学院新技术局和二机部五局，穿梭往来，为构筑这个协作网做了大量细致的组织和协调工作，功不可没。

 　　在中国科学院与五院协作小组的领导下，谷羽与五院科技部部长耿青协作往来日益频繁。双方共同制定了《国防部第五研究院和中国科学院新技术局关于科学研究协作的几项规定》：双方举办学术活动，相互邀请参加；项目所需实验设备互通有无、相互支援；并建立了双方各级器材部门的业务联系。

 　　科学院第一枚实验型探空火箭（Ｔ－7Ｍ）试射成功之后，毛泽东、刘少奇、邓小平、陈毅都曾到上海视察过火箭研制情况。毛泽东曾问：“火箭能飞多高？”回答：“8公里。”毛泽东说：“8公里也了不起！”并鼓励大家要8公里、20公里、200公里地搞上去。科研人员未辜负中央领导的期望，1963年发射成功一枚气象火箭，飞行高度115公里。1964年又发射成功一枚生物试验火箭，把大白鼠和小白鼠送上天，并全部生还。当五院需要时，科学院就把这支训练有素的火箭研制队伍支援给了五院。

 　　在五人协作小组领导下，中国科学院为中国的火箭与导弹发展做了许多配合工作。在气动力学、烧蚀理论及实验方面做了大量基础性工作；配合型号研制，做了微晶玻璃天线罩、火箭推进剂的各种添加剂、粘合剂、液氢液氧发动机、燃料电池、大型环境模拟设备、靶场光学观测设备，以及火箭研制和发射的一些重要理论分析、基础资料和条件保障工作，如地球重力场、气象预报、轨道计算、时间标准等方面都作了重要贡献。

 　　谷羽除了联系二机部、五院，组织配合“一尖一圆”（人们有时这样称呼导弹和原子弹）科研任务外，各军兵种联系协作任务的同志也是她的座上客。

 　　大型数字电子计算机研制出来以后，除配合两弹计算任务外，空军也要求使用，总参测绘局也要使用，还有其它部门也要使用。计算所无法协调各单位上机时间。那时因为西方对中国实行设备禁运，中国无法从国外购买计算机，只有这一台宝贝。怎样又保证“两弹”又照顾“常规”，只好由各单位提出申请，由谷羽每月根据任务轻重缓急亲自分配机时（因为任务轻重缓急的排队涉及军事机密，所以只能她亲自处理）。

 　　六十年代初，苏联停止向中国供应飞机部件和制造部件的高温合金。空军找到新技术局。中科院向空军提供了铁基高温合金，应用于飞机发动机的涡轮盘，使用中从未出现严重事故。还向空军提供了精密铸造涡轮叶片、航空工业用胶粘剂、贵金属合金、高温氧化涂层、低冰点航空煤油和低凝固点柴油，以及飞机上用的夜视仪器、红外航空摄影设备等。在谷羽去南京考察这些航空仪器使用效果时，受益的官兵，整装列队向她敬礼、迎接，以表达对中国科学院技术支援的感谢。