根据中央的一系列指示，1964年7月下旬至8月上旬，中共中央西南局和国家计委在四川西昌召开会议，对西南三线建设进行具体部署。明确贵州是西南三线建设的重点之一，并对一些重大项目的建设作了初步安排。1964年9月，中共贵州省委作出决定，由省计委、省经委及省级有关厅局负责人组成迁建领导工作小组，设立重点建设办公室。同年10月23日至11月10日，省委召开工作会议，传达毛泽东关于“备战、备荒、为人民”的指示，讨论支援三线建设的问题。随后，贵州省正式成立支援三线建设领导小组。（何郝炬、向嘉贵主编：《三线建设与西南大开发》，当代中国出版社2003年版，第181页。）
贵州地处西南地区的东南前沿，是东南沿海通向大西南纵深腹地的过渡地带，在全国三线建设中战略地位突出。贵州又是经济文化比较落后的山区，交通闭塞。为了改变这种状况，充分发挥贵州在西南战略大后方中的地位和作用，国家在贵州部署了一批交通、能源、原材料以及国防科技工业的重点建设项目和生产基地，这是贵州历史上第一次被纳入国家的重点建设。
贵州的三线建设，仅在第三个五年计划（以下简称“三五”）期间，全省安排的基本建设投资就达46.26亿元，占全国三线地区同期基本建设投资计划总额的12.8%。这一时期，贵州除要重点建设一批国防科技工业项目外，列入计划的民用重点项目也有92项。
1965年1月，第一机械工业部、第七机械工业部和第四机械工业部相继在贵州建立了办事处或筹备处；煤炭工业部西南煤矿建设指挥部也同时在贵州六枝成立，并随即成立了六枝、盘县、水城3个矿区指挥部。
贵州的三线建设重点是铁路建设、煤炭基地建设、国防科技工业基地建设、重点工业部门的建设等方面。
在铁路建设方面。交通闭塞是贵州经济社会发展的一个重大制约因素。由于50年代末、60年代初国民经济出现了严重困难，使得曾经开始动工修建的川黔、贵昆、湘黔三条铁路干线相继停工。加强贵州的铁路交通建设，既是改变贵州落后面貌的关键措施，也是三线建设的战略需要。中共中央、国务院要求贵州把铁路、电力建设放在首位，抓紧川黔铁路的配套收尾，集中力量建设滇黔线，同时加紧湘黔线的勘探设计，并决定西南铁路建设指挥部设在安顺，由铁道部部长吕正操和铁道兵副司令员郭维诚任正副指挥。1964年8月，贵州决定迅速修建川黔铁路、贵昆铁路和联接四川与云南的成昆铁路。同年9月，中共中央西南局第一书记李井泉主持，组成了有铁道兵、铁道部和有关部门主要领导人参加的西南铁路建设总指挥部，下设工地指挥部、技术委员会和地方支援铁路修建委员会。工地指挥部具体部署了先取川黔再取贵昆、然后会战成昆的施工计划。随后，从全国各地调集的铁道兵和铁道、煤炭、冶金等系统的施工队伍，连同当地民兵组成筑路大军，开始恢复川黔、贵昆铁路的建设。1965年川黔铁路建成通车；1966年贵昆铁路建成通车；1972年湘黔铁路建成通车。3条铁路干线相继建成通车，使川、黔、滇三省铁路联成一体，改变了贵州交通运输落后的状况，为贵州矿产资源开发和加强工业、国防建设创造了前提条件。
在煤炭基地建设方面。1964年，根据三线建设战略部署，国家确定大规模开发六盘水地区的煤炭资源，主要任务是为了与攀枝花钢铁基地建设相互配套并满足西南三线建设的需求。
“六盘水”位于贵州西部，包括六枝、盘县、水城，总面积1万平方公里。六盘水煤炭资源丰富，探明储量达150亿吨，占全省煤炭总储量的30.7%。1965年1月，西南煤矿建设指挥部在六枝成立。随后相继成立了六枝、盘县、水城3个矿区指挥部，组建了水城煤矿设计院。基地建设采取了“大会战”的形式，所有矿井和矿区、厂区的建设，均实行老区带新区的办法，即煤矿老区的领导干部、工程技术人员、工人以及部分施工设施成建制地调往新区，从建设到生产一包到底。根据煤炭工业部《关于抽调施工、地质、设计等力量支援西南煤矿建设的指示》，先后被抽调到贵州的施工单位有：黑龙江鹤岗煤建公司、辽宁阜新清河门工程处、四川煤矿基建公司、北京建筑安装工程公司、山西建筑公司、华东煤矿工业公司（基建二、六、八处）、山东煤矿基建局、平顶山基建公司群英队、双鸭山矿务局红火箭队；地勘单位有：吉林112队、中南129队、广东152队、云南198队、京西勘探队、河北峰峰水文队、山西煤田地质制图室；设计单位有：武汉煤矿设计研究院、重庆煤矿设计研究院；制造单位有：徐州煤矿机械制造厂、杜集机械厂、抚顺矿灯厂、抚顺火药厂等。
1966年，六盘水煤炭基地建设进入高潮，大小“会战”在六枝、盘县、水城三个矿区展开，“会战”中，广大干部、工人、工程技术人员发扬艰苦奋斗的光荣传统，日夜奋战，创下了老鹰山竖井创月进105米、汪家寨斜井创月进220米、大用平硐创月进360米等全国纪录。
1967年，由于“文化大革命”的干扰破坏日趋严重，六盘水煤矿基地的建设一度陷于停顿、瘫痪状态。直到1969年4月，国务院总理周恩来发表关于要求“以大局为重，以三线建设为重，全力以赴，保证1970年7月渡口钢铁厂出铁”的讲话以后，六盘水煤炭基地的建设才有了转机。1970年4月24日，水城矿区从野马寨车站开出第一列煤车，驶往四川攀枝花钢铁基地，标志着六盘水煤矿基地开始发挥与攀钢的配套作用。到1978年，六盘水煤炭基地已初具规模。据统计，从1965年到1978年的14年中，六盘水煤炭基地累计完成基本建设投资14.6亿元，新增固定资产10.27亿元；开工建设矿井23对，设计能力1210万吨；交付生产矿井21对，设计能力1000万吨；建成洗煤厂4座，入洗原煤能力470万吨。与此同时，还建成了一系列矿区配套工程。六盘水煤炭基地的建设，从根本上改变了贵州煤炭工业的落后面貌。1978年，全省原煤产量达到1669万吨，比1965年增长4.8倍。
在国防科技工业基地建设方面。国防科技工业是贵州三线建设的重点，主要内容是建设航空、航天、国防电子三大工业基地。此外，还有兵器工业部、中国人民解放军总后勤部、空军后勤部分别安排的部分建设项目。
第一，航空工业基地建设方面。根据三线建设的总体安排，第三机械工业部（航空工业部前身）按照“小规模、专业化、大协作”的原则和“先建缺门短线的辅机工厂，后建主机厂；先发动机，后飞机；先品种，后数量；一套套、一片片分批分期建设”的步骤，确定在贵州安顺地区兴建一套歼击机工厂，建成一个航空工业基地，即〇一一基地。1964年11月，第三机械工业部从北京、上海、天津、保定、西安、成都等地抽调191人组成先遣组到贵州，开始航空工业基地的筹建工作。1965年2月，第三机械工业部在贵州正式设立了办事处。从1965年起，全国16个省、市的35个对口分迁、包建、援建基地建设的一、二线航空工厂，共组织了1万多名优秀工人、工程技术人员、管理人员和领导干部奔赴贵州，在艰苦的条件下，开始大规模的基本建设。这一年，先后有34个企业、12个辅助项目上马。先期分迁到贵州的贵阳电机厂、华阳电工厂、天义电工厂实现了当年设计、当年施工、当年投产的目标。到1969年，航空工业基地已有18个企业建成投产。1970年5月，基地成功地进行了首台涡喷7发动机总装试车，1974年试制成功歼6原型飞机，1975年研制出歼6甲全天候歼击机，到1978年底，已生产数百架飞机、数百台航空发动机、近百发空空导弹以及数百万台、套、件机载产品。
第二，航天工业基地建设方面。航天工业基地是第七机械工业部（航天工业部前身）按照“型号为纲、地区配套”的原则，确定在贵州遵义地区新建导弹、火箭的研究、设计、生产基地，即〇六一基地。1964年9月，国务院国防工业办公室统一组织的国防工业第六路踏勘小组开始在贵州黔北地区踏勘选点。1965年3月，由七机部二院和上海机电二局派出的首批人员到达遵义，开始筹建工作，经过进一步踏勘选点和调整，选定了各个项目的建设地址。同年8月，中共中央专门委员会批准了基地建设布局方案。1966年初，中共中央批转了《关于加速黔北基地的报告》，批准了工程建设规模和工程指挥部的组成，作出了工程由“两部”（七机部、建工部）、“两地”（上海市、贵州省）负责包建的决策，明确了“两部”“两地”的主要任务和分工，并将整个工程列为全国重点建设项目之一。随后，各厂的筹建班子很快建立并进入基地，来自北京、上海、西安、沈阳等市的筹建人员和河北、四川、福建等省的施工、勘探、设计人员，汇成一支2万多人的建设大军，全面展开了航天工业基地的建设。但从1967年起，由于“文化大革命”运动导致的全面混乱，基地建设受到很大干扰。直到1970年3月，中共中央军委决定对工程实行军事管制以后（1973年结束），一度放慢的建设步伐才得以加快，当年就有14个工厂先后建成投产。12月，首批导弹试生产成功并交付部队。基地初步建成投产以后，为了实现科研、生产的配套，建成“又生产又科研，以生产为主的综合基地”，基地提出了“全面跃进，突出地面，补缺漏，力争配套”的方针，于1971年底基本建成了初具规模、航天产品完整配套的生产体系，并生产出首批地面装备和车辆，开始进行新型号产品的研究设计。到1978年，贵州省已先后进行了多个型号航天产品的研制和多种型号产品的配套研制与批量生产，取得了一批预先研究和新技术、新工艺、新材料应用等成果，基本上形成了航天产品型号预先研究、型号研制、工艺配套、批量生产的格局。
第三，电子工业基地建设方面，在建设航空、航天工业基地的同时，第四机械工业部根据三线建设的要求，确定在贵州建设一个以生产军工产品为主的电子工业基地，即〇八三基地。1964年9月至11月，第四机械工业部、国防部第十研究院参加国务院国防工办组织的国防工业第十踏勘组，到贵州进行了实地踏勘，提出了围绕凯里、都匀两地集中建设国防电子工业基地的初步设想。1965年2月，第四机械工业部在贵州设立了基本建设筹备处，并对电子工业厂址进行复勘定点。同年9月，成立了有地方有关领导人参加的〇八三工程指挥部。根据国家的统一部署，第四机械工业部和有关省、市确定了一批大、中型电子企、事业单位以搬迁、包建等方式支援贵州。由于各方面的积极努力，基地的基本建设进展很快，1965年就有南丰机械厂、凯旋机械厂和西南雷达技术研究所相继开工。南丰机械厂的建设仅用了1年的时间，1966年就生产出了当时国内较先进的中型电子计算机。从1967年起，受“文化大革命”运动的冲及，基地建设速度放慢。为了保证基地建设，继1969年对基地实行军事管制以后，我国又于1970年派中国人民解放军支援基地建设。1969年至1971年间，基地又有四一四医院、四一八医院、贵州无线电工业学校、四〇一〇库、〇八三基地通信总站等先后动工建设。到1972年，贵州国防工业科技工业三大基地的绝大多数企、事业单位基本建成，投产的生产企业已达74个。在继续进行基本建设中，基地还先后试制、生产了雷达、电子对抗设备、军用电台等产品和一大批元器件。1977年，基地成功研制国内第一个数字控制试验卫星地面站，为国内通信事业的发展作出了贡献。
在三线建设中，贵州省相应地进行了电力、冶金、机械、化工、建材等工业部门的建设，形成了贵州工业化的基础。
二、三线建设的曲折发展
由于三线建设大部分时间是在“文化大革命”的特定历史条件下进行的，因此经历了曲折的发展历程。
（一）“文化大革命”对贵州三线建设的冲击和影响
从1967年起，“文化大革命”愈演愈烈，动乱加剧，贵州的三线建设受到很大干扰。这一年，由于各级领导机构被造反派“夺权”，全国上下开始一片混乱，规模越来越大的“大串联”，加剧了铁路运输的紧张局面，武斗事件和各行各业停产“闹革命”，给企业搬迁和项目施工带来了极大的困难，三线建设所需物资严重短缺，一些建设项目所急需的材料和设备，不得不采取“军运”的办法来保证，这种状态一直延缓到1969年。1967年到1969年3年间，全省基本建设投资一共只完成12.06亿元。在这3年中，每年都有一些项目不能按计划搬迁或完工，一些在建项目也都大大放慢了施工进度，不少重要工程被迫停工。
