“三五”计划的实施贯穿“文化大革命”的前半期,国家的工作重心开始由经济建设向政治运动转变,经济建设受到“文化大革命”的冲击,呈现出跌宕起伏的状态。同时,中国在1960年代連续面临中苏关系恶化,美国发动越南战争与中印边界争端的挑战,导致经济建设不得不考虑战备的需要。
1964年初开始研究和编制“三五”计划,1964年5月,由国家计委提出,经中央工作会议讨论并原则同意了《第三个五年计划(1966-1970年)的初步设想》。之后依据中共中央“备战、备荒、为人民”的战略方针,1965年9月初国家计委重新草拟了《关于第三个五年计划安排情况的汇报提纲》,明确提出“三五”计划必须立足于战争,从准备大打、早打出发,积极备战,把国防建设放在第一位,加快“三线”建设。
“三五”计划具体任务是:把国防建设放在第一位,加快三线建设,逐步改变工业布局;发展农业,逐步改善人民生活。強调国防建设,加快三线建设是“三五”计划实施的重要特征。
“三五”计划时期,我国国民经济增长速度较快,但同样经历大起大落。与此同时,国民经济的增长也经历了第一年的上升和随后两年的全面下滑,到最后两年增长又呈现剧烈波动的局面。但是,另一方面,三线建设取得了令人瞩目的成就,改变了过去的工业布局,内地工业产值的比重上升,当然三线建设也存在投入巨大和效益偏低等问题。这一时期国防科技取得了一系列重要突破,成功进行了我国第一颗氢弹爆炸试验,发射了第一颗科学试验卫星。