“三五”計劃的實施貫穿“文化大革命”的前半期，國家的工作重心開始由經(jīng)濟建設(shè)向政治運動轉(zhuǎn)變，經(jīng)濟建設(shè)受到“文化大革命”的沖擊，呈現(xiàn)出跌宕起伏的狀態(tài)。同時，中國在1960年代連續(xù)面臨中蘇關(guān)系惡化，美國發(fā)動越南戰(zhàn)爭與中印邊界爭端的挑戰(zhàn)，導(dǎo)致經(jīng)濟建設(shè)不得不考慮戰(zhàn)備的需要。

1964年初開始研究和編制“三五”計劃，1964年5月，由國家計委提出，經(jīng)中央工作會議討論并原則同意了《第三個五年計劃（1966-1970年）的初步設(shè)想》。之后依據(jù)中共中央“備戰(zhàn)、備荒、為人民”的戰(zhàn)略方針，1965年9月初國家計委重新草擬了《關(guān)于第三個五年計劃安排情況的匯報提綱》，明確提出“三五”計劃必須立足于戰(zhàn)爭，從準(zhǔn)備大打、早打出發(fā)，積極備戰(zhàn)，把國防建設(shè)放在第一位，加快“三線”建設(shè)。

“三五”計劃具體任務(wù)是：把國防建設(shè)放在第一位，加快三線建設(shè)，逐步改變工業(yè)布局；發(fā)展農(nóng)業(yè)，逐步改善人民生活。強調(diào)國防建設(shè)，加快三線建設(shè)是“三五”計劃實施的重要特征。

“三五”計劃時期，我國國民經(jīng)濟增長速度較快，但同樣經(jīng)歷大起大落。與此同時，國民經(jīng)濟的增長也經(jīng)歷了第一年的上升和隨后兩年的全面下滑，到最后兩年增長又呈現(xiàn)劇烈波動的局面。但是，另一方面，三線建設(shè)取得了令人矚目的成就，改變了過去的工業(yè)布局，內(nèi)地工業(yè)產(chǎn)值的比重上升，當(dāng)然三線建設(shè)也存在投入巨大和效益偏低等問題。這一時期國防科技取得了一系列重要突破，成功進行了我國第一顆氫彈爆炸試驗，發(fā)射了第一顆科學(xué)試驗衛(wèi)星。