1956年1月，中共中央召开了关于知识分子问题的会议。会后，全国出现了“向科学进军”的新气象。

 　　谷羽就是在这样的形势下，于1956年9月调到中国科学院。起初，她担任计划局副局长。

 　　那时，中国的“十二年科学技术发展远景规划”已经制订。中国科学院正在落实规划过程中提出的“四大紧急措施”的各项任务。在院内相继成立了以数字电子计算机为研究方向的计算技术研究所，以高速飞行器的远距离操纵为主攻方向的自动化研究所，以远程雷达配套元部件为研究方向的电子学研究所，以及以锗、硅材料和器件为研究方向的半导体研究组（以后发展为研究所）。在力学研究所开展了星际航行中有关力学问题的研究。

 　　1957年10月4日，苏联人造地球卫星上天，根据中苏两国科技合作协定，中国科学院先后在广州、南京、拉萨等地建立了26个人造卫星观测站，其中22个站与苏联人造卫星观测系统直接交换观测数据资料。同时，为使各观测站统一时间勤务，又在上海天文台建立了中国的世界时系统。

 　　1958年2月1日，美国人造地球卫星发射入轨。5月17日，毛泽东在中共八大二次会议上，发出“我们也要搞人造卫星”的号召。中国科学院提出了卫星研制分三步走的计划……。

 　　与此同时，各军兵种也向科学院提出了一些委托研制任务。如海浪研究，气象预报等。

 　　到1958年下半年，科学院尖端科学研究迅速发展。为了加强对国防尖端研究的组织与管理，9月13日，院党组碰头会决定成立中国科学院党组新技术办公室，做为抓国防尖端研究的办事机构，并决定由计划局副局长谷羽兼办公室主任。规定其主要任务是：“帮助党组梳辫子，与各方面挂钩，掌握数字，具体工作仍由各职能局负责”。“梳辫子”是指把国防部门的任务分类管理；“挂钩”是指代表党组与中央和国家主管部门联系。

 　　谷羽组织了一个精干的小班子。她首先从加强国防科研项目的计划管理着手，组织编制军工科研项目计划表，使党组对军工委托项目内容做到了心中有数；其次是教育和指导干部深入研究所和科研骨干交朋友，了解任务进展情况和存在问题，及时向党组汇报。当时院里有三项重点任务：即581（人造卫星）、109（高速电子数字计算机）和110（电子学有关任务），由党组成员分工亲自抓，称为“三大抓”。新技术办公室都配备了专人联系，深入到课题组了解情况，发现问题，抓住关键向党组反映。属于条件或支撑系统的问题，党组领导就批示有关职能局指定专管“新技术”的同志解决；属于研究所或所与所之间的问题，党组领导就亲自下所协调或做出必要的决定。

 　　在对外“挂钩”方面，谷羽在接到委托后，总是通过个人努力，积极打开局面，完成党组交办事项，推动工作开展。例如，1958年10月，科学院举办“自然科学跃进成果展览会”，为使中央领导了解科学院情况，张劲夫委托谷羽去请中央领导。经过谷羽努力，在京的中共中央政治局委员都参观了展览会，特别是很少出来参观展览会的毛泽东，也在郭沫若、张劲夫的陪同下，到场参观并接见了科学家。

 　　又如，为发射人造卫星，院决定在北京和上海建实验基地。张劲夫、钱学森乘飞机围绕北京转了几个圈考察地形，选中怀柔。谷羽就去找了北京市委书记，在市委支持下，将怀柔一大片地划给了科学院。两个基地开始建设后，遇到经费困难，张劲夫向中央书记处汇报，但不知书记处会议讨论结果如何，张劲夫、钱学森都很着急。谷羽找了中办主任杨尚昆，又找了财政部长李先念，使两亿专款得以很快核拨，保证了两个基地的建设。北京怀柔基地，主要是力学所和化学所从事高能推进剂组合试验和小型发动机试车；在上海基地，科学院与上海市合作成立了上海机电设计院，专门负责气象火箭、探空火箭的设计、试制和试验。除两个基地外，用这笔经费还建设了模拟导弹飞行并进行飞行参数测量的风洞以及高能燃料实验基地等。

 　　谷羽热心帮助研究所解决困难。如为开展国防水声学的研究，电子学所需在海南岛建水声考察站。谷羽向当时的中南局书记陶铸汇报，得到支持。陶铸亲自陪同谷羽带队到海南岛选点，安排施工和特批紧缺钢材，从而加快了建站的速度。

 　　60年代，电子元器件紧张，电子部生产的产品不够分配，首先保证国防部五院（导弹）、二机部（原子弹），而科学院分不到。科学院国防任务也急需电子元器件，谷羽就到部里争取，找领导，直至解决所里急需。

 　　在向科学进军的大好形势下，在党组领导下，中国科学院尖端研究捷报频传：

 　　1958年5月，金属所研制出中国第一个自己设计的铁基高温合金，可用于飞机发动机的涡轮盘；

 　　1959年9月，计算所研制成中国第一台大型电子数学计算机（104机）。在西方对中国进行技术封锁、设备禁运的情况下，它承担了中国第一颗原子弹的大量科学计算，承担了飞机和导弹的有关计算任务以及大地测绘计算等；

 　　1960年2月，地球物理所和上海机电设计院合作自行设计制造的Ｔ—７Ｍ液体燃料探空火箭（试验型），因陋就简，在上海南汇简易发射场试射成功，开始了中国的“空间时代”；

 　　1960年9月，电子所水声学研究室与苏联科学院声学研究所水声研究室，在中国南海海区完成了持续四个月的中苏联合水声考察。中方并独立整理出中国第一套内容丰富、水平较高的水声资料。

 　　中国科学院各所的新技术研究日益发展，对尖端研究计划管理的要求也日益提高，谷羽领导的新技术办公室也日益扩大。