1970年4月24日　组织指挥“东方红一号”卫星发射成功。

　　1975年3月　复出后任国防科委主任，在十分困难的情况下积极开展工作，提出“要尽快拿出武器装备上的‘杀手锏’来”，领导制订并组织实施了洲际导弹、潜地导弹和通信卫星等尖端武器装备的研制计划，成功组织了我国第一颗返回式卫星“尖兵一号”的发射。

　　1977年3月后　再次复出，历任中央军委委员、国防科委主任、中国人民解放军副总参谋长，国家科委第一副主任、党组副书记并兼任中央专委办公室主任、中央军委科技装备委员会主任。他团结带领广大干部和科技工作者，大力拨乱反正，全面整顿，很快恢复了正常工作秩序。集中精力抓洲际导弹、潜地导弹和通信卫星的研制试验，创造性地建立了武器装备研制试验工作中的总设计师和行政总指挥“两条指挥线”制度。

　　1980年5月18日　组织指挥中国第一颗洲际导弹发射成功。
　　9月　任国务院副总理。主持国防科委、国防工办、军委科装委合并组建国防科学技术工业委员会。

　　1982年9月　任中央军委副秘书长。
　　10月　组织指挥在太平洋海域由潜艇从水下发射潜地火箭成功。
　　11月　任国务委员兼国防部长。强调在进行国民经济建设的同时必须加强国防建设，走民富国强的路子。建议并组织领导了我军机械化集团军试点工作；加强了国防科技发展战略研究，并亲临现场组织指挥潜地导弹和地球同步卫星发射。十分重视我军信息化建设，对“银河”巨型计算机、军用汉字系列微机等信息装备的研制给予极大支持。倡导“保军转民”工作，为秦山核电站等重大项目倾注了大量心血。出访了许多国家，积极开展军事外交和对外国防科技交流与合作，促进了我军与世界各国军队的友好交往，促进了我国国防科技的进步。积极贯彻邓小平新时期军队建设思想，为国防建设和我军革命化、现代化、正规化建设，特别是国防科技和武器装备建设，做出了重大贡献。

　　1984年4月　组织指挥地球同步轨道静止通信卫星发射成功。

　　1987年11月　退休后任中央顾问委员会常委。

　　1992年　收录160余首诗词、100余幅摄影和书法作品的著作《神剑之歌》出版。

　　1994年　军事文集《张爱萍军事文选》出版。

　　1995年　书法集《张爱萍墨迹》出版。

　　1996年10月16日　中国航天基金会成立，任名誉会长。

　　2003年7月5日20时35分　因病在北京逝世，享年93岁。