這一段時間，于敏經常深入到計算機機房，在堆積如山的計算機打印的紙帶中，聚精會神地仔細分析計算結果，一看就是幾個小時，常常顧不上吃飯。大家幫他把飯打來，他就邊吃飯、邊思考問題。為了找出優化設計中的問題所在，于敏埋頭于海量數據，進行深入細致的系統分析。

　　日復一日繁雜地計算，日復一日不斷地思考。

　　最偉大的突破，往往孕育在最淡無奇的看似重復、枯燥的勞動之中。

　　于敏注意到了解決熱核材料自持燃燒的關鍵問題，從此出發，他又設計出了精巧的結構，使熱核反應可以持續進行下去!

　　氫彈原理如今被大而化之地敘述為“利用原子彈爆炸的能量，點燃氫的同位素氘、氚等輕原子核，使其發生聚變反應，瞬時釋放出巨大能量”。只要接觸過中學物理的人，都能輕易地讀懂它。

　　然而在當時，中國的科研人員經過千辛萬苦，才終于找到了實現這一原理的數學、物理基礎和技術途徑。

　　氫彈原理的“牛鼻子”被牽住了!

　　獲得突破后，于敏興奮地給鄧稼先用暗語打電話。這段對話如今已成為中國“兩彈一星”研制史上的經典對話。

　　“我們幾個人去打了一次獵……打上了一只松鼠。”鄧稼先聽出是好消息：“你們美美地吃了一餐野味?”“不，現在還不能把它煮熟……要留做標本……但我們有新奇的發現，它身體結構特別，需要做進一步的解剖研究，可是……我們人手不夠。”“好，我立即趕到你那里去。”

　　鄧稼先把上海的數據和方案帶回北京。經過各方討論和完善，該方案成為中國氫彈研究的主攻方案。此后，中國氫彈研究勢如破竹。1966年12月28日，中國成功進行氫彈原理試驗，1967年6月17日，中國第一顆氫彈以空爆形式取得成功。自此，在成功進行原子彈試驗2年零8個月后，中國又成為世界上第四個擁有氫彈的國家。

　　于敏在中國突破氫彈進程中發揮的作用，得到廣泛的承認。

　　錢三強評價：“于敏填補了中國原子核理論的空白。”

　　“兩彈一星”元勛彭桓武評價：“原子核理論是于敏自己在國內搞的，他是開創性的，是出類拔萃的人，是國際一流的科學家。”

　　諾貝爾獎得主、核物理學家玻爾訪華時，評價于敏是“一個出類拔萃的人”，是“中國的氫彈之父”。

　　然而于敏本人卻并不喜歡“中國氫彈之父”的稱號。西方慣將理論突破中起重大作用的人稱為“XX之父”，于敏認為“XX之父”的稱呼不科學，他說：“核武器的研制是集科學、技術、工程于一體的大科學系統，需要多種學科，多方面的力量才取得現在的成績，我只是起了一定的作用，氫彈又不能有好幾個‘父親’。”

　　氫彈試驗成功