1965年3月29日，中共中央发出《关于西南三线建设委员会组成人员的批复》，由中共中央西南局第一书记李井泉兼主任，程子华和阎秀峰任副主任。还专门成立了三线铁道建设总指挥部和铁道兵总指挥部，李井泉任总指挥，吕正操、熊宇忠任副总指挥。后来，彭德怀也被派到西南，任三线建设委员会副主任。当时，中央许多领导同志，如彭真、贺龙、陈毅、李富春、谭震林、薄一波等，都先后到西南三线建设现场实地考察和指导工作。整个党中央和中央领导同志，都很重视西南三线建设。
1965年秋，中共中央总书记邓小平，乘坐一辆吉普车，沿险峻的山路来到这开满攀枝花的地方，审定钢铁厂的建设方案。并视察了大部分地方，做出了一系列重要决定。他把第一机械工业部部长段君毅召到重庆，具体指示要充实兵器工业的一些重要工厂的力量；派钱敏任西南三线建设委员会副主任，加强三线建设的领导工作。接下来，数万铁道兵奉命开进滇川交界的群山之中，拉开了修建成昆铁路的序幕。京、津、冀、鲁、豫五地的1500辆汽车，满载着设备和物资，日夜兼程行驶在滇川道上。10万建设大军从祖国的四面八方云集金沙江安营扎寨，攀钢建设当时成了三线建设中的重中之重。
在党中央的领导下，中央各部门和全国各地党委密切配合、通力协作，加之现场广大建设者的艰苦奋斗和创造性劳动，西南三线建设的工作基本上达到了毛泽东主席提出的要求。兴建起了攀枝花这样大型的钢铁工业基地；常规武器配套计划提前完成了，还有许多其他重要厂矿。现在这些厂转为军民结合，正在我国经济建设中发挥着越来越大的作用。当然，限于当时的认识，对一旦发生战争的飞机轰炸估计过高，因而把一些工厂建在山沟，车间的完整生产过程也分散建设了，造成不能实行生产线的机械化、电气化，多花了投资，也多浪费了设备和材料。
大批的建设英雄们，积极响应党中央和毛泽东的号召，满怀热爱祖国、热爱社会主义的热情，迅速奔赴艰苦的大三线。上海和沿海经济发达地区担负了支持大三线建设的重任，国家先后向上海下达了300多个搬迁项目，其中大部分是国防军工、基础工业和短线产品，迁移方式主要是迁厂、调人、建新厂。
我国的三线建设大体分为两个阶段，一个阶段是1964年至1968年；另一个阶段为1969年至1973年。1964年至1968年，三线建设的重点放在西南地区，采取沿海地区支援内地建设的方法，在将一部分工厂、工程迁到内地的同时，对内地新建项目的建设由沿海地区抽调干部、工人和技术人员来支援。在1964年到1968年间，我国西南三线建设取得了重大成就。在这期间先后开始修筑贯通西南的川黔、成昆、贵昆、湘黔等几条重要铁路；新建、扩建了攀枝花、包头、酒泉等大型钢铁基地和为国防服务的10个迁建、续建项目；在四川、贵州、甘肃等地建设了一批为国防服务的石油、机械、电力项目。这就使得西南"三线"战略大后方基地已粗具规模。
(4)从明年起，不再新建大中水库。 (2)
1969年至1973年间的三线建设，由于"文化大革命"的影响，增加了很多困难。有些项目的建设工期被拖得很长，有些项目造成了很大的浪费。但是，当年的三线建设者，扎根山沟，艰苦创业，作出了巨大贡献。他们为三线建设"献了青春献终身，献了终身献子孙"。他们经历了长达十几年的艰苦建设，经历了物质条件匮乏的漫长岁月，一个门类齐全的工业体系，包括一大批国家重要的钢铁、常规兵器、航空、航天、能源、电子、重型机械、发电设备制造工业基地终于在大三线建成，三线建设给内地的一些城市带来了发展机遇，促进了内地经济繁荣和社会进步。攀枝花、六盘水、十堰、西昌等，过去是荒山野岭，现在成了著名的以钢铁、煤炭、汽车和有色金属为主导产业的新兴工业城市。"文化大革命"结束后，有些三线建设项目仍在继续完成。
三线建设为西部留下宝贵遗产
从宏观上看，如果不算1964年中央作出三线建设决策之前中央对西部地区的投资，仅从1964年到1980年的17年间，中央向三线建设投入的资金为2052亿元。通过三线建设，建成了1100多个大中型工业交通企业、国防科技工业企业、科研院所和大专院校，基本形成了交通、电力、煤炭、化工、石油、建材、钢铁等生产部门相互配套的体系，并且与地方中小企业连成了一个生产系统，同时形成了自上而下的生产指挥系统。
从微观上看，在铁路建设方面，从1964年8月中央决定修建成昆铁路、川黔铁路、贵昆铁路等6条铁路线算起，到1980年，三线建设共建成了成昆铁路、湘黔铁路、焦柳铁路、襄渝铁路、川黔铁路、贵昆铁路，在使整个西北、西南地区自身连成交通网络之外，还使西南地区与华中地区、西北地区和华北、华中、华南地区的交通网络连为一体，同时还配合铁路建设，建成许多公路网络，从根本上改变了我国西部地区交通运输落后的状况，为西部地区的矿产开发、产品流转、工业建设、国防建设创造了交通条件。在国防工业建设方面，通过三线建设，我国在重庆地区建成了常规兵器工业生产基地，在四川和贵州建成了电子工业生产基地，在四川和陕西建成了战略武器科研、生产基地，在贵州和陕西、鄂西地区建成了航空和航天工业生产基地，在长江上、中游地区建成了船舶工业科研、生产基地，在西昌建成了卫星试验、发射中心。
通过三线建设，将东北、华北地区老军事工业企业的一部分搬迁到西部地区建新厂，基本上达到了将重要军工企业"一分为二"的目的。电子工业形成了生产门类齐全、元器件与整机配套、军民兼容、生产和科研相结合的体系。航天工业实现了地区配套，建成了完整的战略和战术导弹研制基地，形成了具有世界先进水平的发射中心；航空工业生产体系也在西部地区形成，在西部地区形成了几个歼击机、运输机生产中心，生产能力占全国航空工业的三分之二。船舶工业在西部地区形成了完整的生产系统。较高水平的核工业科研生产系统几乎全部放在西部地区。原材料工业、能源工业、机械工业方面，通过三线建设，在西部地区形成了大中小相结合的原材料工业体系，建成了攀枝花钢铁基地、重庆钢铁基地、成都地区钢铁工厂、贵州水城钢铁厂等大型企业，新建了西北铜加工厂、兰州连城铝厂、兰州铝厂、冥河铝镁冶炼加工厂、西北铝加工厂和重庆西南铝加工厂。为了与国防工业配套，还建设了重水、炸药、树脂、橡胶、医药企业。
建成了西南炼焦煤基地、西北煤炭基地、平顶山、焦作、鹤壁等矿区；新建10万千瓦以上电站68座。241个机械工业工厂、研究所、设计院搬迁到西部地区后，又新建、扩建大中型项目124个，累计投资94.72亿元，占全国机械工业同期投资的53%。新建了第二汽车制造厂、陕西汽车制造厂、四川汽车制造厂，同时新建了一批配套工厂，使西部地区具备了军民结合的轻、重型汽车批量生产的能力。新建了12个重型机械工业制造厂，使西部地区具备了很强的重型机械制造能力。电机电器工业发展起来了，建成了四川东方电机厂、东方汽轮机厂、东方锅炉厂、东风电机厂，具备了年产80万千瓦成套发电机组的能力。轻纺工业方面，通过三线建设，造纸、制糖、制盐、自行车、缝纫机、手表、合成洗涤剂、塑料制品、皮革制品、棉纺织、毛纺织、丝绸、印染、针织、化纤、纺织机械等生产企业在西部地区全面铺开。其中，新建5万锭以上的棉纺织厂有7个，大中型维尼纶厂有5个。此外，通过三线建设，还在西部地区建成了100多个部属储备性仓库，15个大型广播电视项目，新建了一些高等院校。
三线建设为我国留下的物质遗产，至今仍是我国实施西部大开发的基础。
三线建设留下的反思
1966年4月17日国家计委向中央提出汇报提纲说："经过一年多的实践证明，原设想的第三个五年计划，有可能提前两年实现。就建设来说，大小三线的许多重大项目，现在看，可以提前一年或两年建成。"攀枝花铁矿、贵州六盘水三大煤矿区、刘家峡水电站、以重庆为中心的常规兵器生产基地、成昆铁路等，都可以大大提前完成。为此，国家计委向中央提出修改"三五"计划草案的补充设想：一个是大幅度增加钢铁、煤炭、有色金属、电力、石油、铁路的生产建设指标；另一个是大抓农业，解决南粮北调和吃进口粮问题，把农业机械化搞上去，努力增加集体经济的积累来源，扶持社队工业，提高农民生活水平。如果按这个趋势发展，将出现解决吃穿用和后方建设两大任务的双赢局面。但是，一个月后爆发的"文化大革命"，中断了建设的大好形势。本可以提前两年完成的"三五"计划经过后两年的高投资突击，才勉强完成，失去了本应节省下来的宝贵时间。
三线建设的成就是重要的。首先，它为中国抵御帝国主义、霸权主义的战争威胁奠定了坚实的基础。当时对战争估计虽然过于严重，但在20世纪60年代国际环境下，我们无法肯定地预料战争是否会爆发和爆发的时间、规模，有准备比无准备要好，准备多一些比少一些好。在这个问题上，不能把国家的安危寄托在对敌人的估计不足上，也不能完全用今天的国际形势来认识昨天。
其次，三线建设虽然是以战备为中心，但客观上初步改变了我国工业东西部布局的不合理状况，建成了以能源交通为基础、国防科技为重点、原材料工业与加工工业相配套、科研与生产相结合的战略后方基地，建成了一批重要的铁路、公路干线和支线，促进了内地省区的经济繁荣和科技文化进步，给西部以后的建设提供了发展条件，具有深远的历史意义。如果没有当年的大规模建设改善了西部的工业、交通和科技状况，我们今天东部与西部地区的经济差别将更加悬殊，甚至会影响整个国家的发展，西部大开发的任务将更加繁重和困难。
第三，在当时困难的政治、经济、自然条件下，广大干部、工人、知识分子、解放军官兵表现的艰苦奋斗精神，也是永远值得发扬的宝贵精神财富。
另一方面，三线建设也存在着不少问题。第一，建设规模铺得过大，战线拉得过长，超过了国家的承受能力。第二，进程过快、过急，有些项目未进行资源环境的调查和论证，就匆忙动工，造成了严重后果。第三，忽视经济效益和长期生产要求。第四，不惜代价地片面追求政治目标，打乱了正常的经济管理制度，造成了不应有的损失。
江泽民1991年4月22日视察攀枝花钢铁基地、西昌卫星发射中心、西南物理研究院等当年三线重点工程时总结性地说：从当前国际形势来看，特别是海湾战争之后，我们对三线建设的重要性应当有进一步的认识。总的讲，当年党中央和毛主席作出的这个战略决策是完全正确的，是很有战略眼光的。