1964年4月25日，解放军总参谋部作战部一份研究报告呈报到毛泽东案头。报告分析了我国应对日益恶化的周边环境和不利因素。
其中写到：第一，工业过于集中，全国15个百万人口以上的大城市集中了约60%的主要民用机械工业和52%的国防工业；第二，大城市人口过于集中，城市大多集中在沿海地区，防空问题尚无有效措施；第三，国家主要基础设施多集中在大城市附近，缺乏应付敌人突袭的措施；第四，所有水库的紧急泄水能力都很小，一旦遭到破坏，将酿成巨大灾害。
报告建议研究采取一些切实可行的积极措施，以防备敌人的突然袭击。
总参的报告，使毛泽东更加感到适应备战需要调整国家经济发展战略的紧迫性，他对此报告做出批示：
“此件很好，要精心研究，逐步实施。”
1964年，是编制新中国第三个五年计划的年份，在5月10日、11日，当时的计划委员会主任李富春向毛泽东汇报第三个五年计划的编制情况，提出“三五”计划的指导思想是把解决人民的“吃穿用”问题放在首位。
经过解放战争和朝鲜战争、中印战争后，新中国迫切需要休养生息，发展经济，人民需要过上丰衣足食的日子。
特别是在当时国际形势风云变幻之际，面对日益恶化的周边环境，随时都有可能发生战争的可能。没有强大的国防，没有强大的防御能力，新中国将处于非常不利的处境。
毛泽东从存在战争威胁的估计出发，指出“三五”计划要“以有可能挨打为出发点部署我们的工作”，“否则我们就要犯错误”。他说：“酒泉和攀枝花钢铁厂还是要搞，不搞我不放心，打起仗来怎么办？”
毛泽东从战略的高度继续分析形象比喻：“没有坐稳，没有站稳，是要跌跤子的。两个拳头—农业，国防工业，一个屁股——基础工业，要摆好。要把基础工业适当搞上去，其他方面不能太多，要相适应。”
5月15日至6月17日，中央在北京召开工作会议，主题是讨论第三个五年计划的编制。5月27日，毛泽东子啊中南海菊香书屋召集刘少奇、周恩来、邓小平等开会，强调“在原子弹时代，没有后方不行”，提出“三五”计划要搞一个一、二、三线战略布局，加强三线，在西南形成冶金、国防、石油、铁路、煤、机械工业基地。
所谓一、二、三线，是按中国的地理区域划分的：沿海和沿边省份为一线；内地的四川、贵州、云南、陕西、甘肃、宁夏、青海7个省区为二线；山西、河北、河南、湖南、湖北、广西为三线。这就是“大三线”。
介于“一线、三线之间的总部地区为二线。一二线省份的腹地又是本地的三线，即”小三线。
由此，中国三线建设拉开了帷幕。