В Рогачёве введён аэродром для базирования полка истребительной авиации, смешанной эскадрильи специального назначения и эскадрильи транспортной авиации. В Белушьей и Рогачёве находились 525-й дивизион кораблей и судов специального назначения, 580-й отдельный транспортный авиационный отряд, 1950-й истребительный авиационный полк. Опытное поле для воздушных испытаний располагалось на Северном острове, на полуострове Сухой Нос. В девяноста километрах от него размещался ЦКП управления авиацией.
25 августа 1955 года было принято постановление СМ СССР о проведении первого испытания ядерного заряда на Новой Земле. Научное руководство разработкой специальных изделий осуществляли академики Семёнов Н. Н. и Харитон Ю. Б. Руководили испытаниями главнокомандующий ВМФ адмирал флота Советского Союза Горшков С. Г. и Главный маршал артиллерии Неделин М. И.
Для испытания торпеды Т-5 21 сентября 1955 года в губе Чёрной на глубине 12 м был произведён первый в СССР подводный ядерный взрыв мощностью около 3,5 кт. Государственная комиссия в своём отчёте записала вывод: на «Объекте-700» можно проводить не только подводные взрывы в осенне-летний период, но и испытания образцов ядерного оружия в атмосфере практически без ограничения по мощности и в течение всего года.
В марте 1956 года вышло постановление правительства СССР о подготовке к испытаниям сверхмощного термоядерного заряда (до 25 Мт).
Первое воздушное ядерное испытание изделия мощностью 1,6 Мт на высоте двух километров было проведено 21 сентября 1957 года. Его выполнил экипаж Головашко Ф. П. Второе, мощностью 2,9 Мт, 6 октября провёл также экипаж Головашко Ф. П. В том же году был произведён единственный наземный взрыв мощностью несколько килотонн на башне восточного побережья губы Чёрной.
5 марта 1958 года вышло постановление Совета Министров СССР, по которому «Объект-700» преобразовывался в Государственный центральный полигон № 6/6 ГПЦ/МО СССР для испытаний ядерных зарядов. Большой объём специальных работ пришёлся на 1961–1962 годы, когда испытывались более мощные специзделия, проверялось функционирование ядерного оружия при его применении с самолётов, пуске ракет, стрельбе торпедами с подводных лодок, а также воздействие поражающих факторов ядерного взрыва на оружие и технику ВМФ. 30 октября 1961 года был проведён воздушный 58-мегатонный взрыв. Всего в том году было произведено 21 воздушное ядерное испытание.
Учитывая глобальный характер вредных последствий ядерных взрывов в атмосфере, СССР и США подписали договор о прекращении испытаний ядерного оружия в трёх средах: в атмосфере, космическом пространстве и под водой. Испытания в атмосфере были прекращены в 1963 году. Первый подземный ядерный взрыв был осуществлён в штольне «Г» 18 сентября 1964 года. С 1975 года в СССР и США были введены ограничения по мощности взрыва – не более 150 кт.
Новоземельский полигон освоил пять видов испытаний ядерного оружия: подводные, наземные, приводные, воздушные и подземные. На полигоне прошло и самое мощное в мире испытание водородной бомбы – 100 Мт, взорванной на половину её возможностей. Подводные взрывы были закончены в 1961 году, наземный был только в 1957-м, последний приводный – в 1962-м, воздушные испытания закончены в 1962 году. Последний наш подземный взрыв состоялся 24 октября 1990 года.
На Новоземельском полигоне с 21 сентября 1955 года было произведено 132 ядерных взрыва: один наземный, три подводных, 83 воздушных, три надводных, 42 подземных. По суммарной мощности ядерных взрывов, произведённых в СССР, доля ядерных устройств, испытанных на Новой Земле, составляет 240 Мт (примерно 94 % всей мощности). За мужество, проявленное при испытаниях специальной техники на Новоземельском полигоне, более 1200 человек были удостоены государственных наград, из них более 350 – орденов.
Разработку первой атомной бомбы (изделие 501) планировалось проводить в виде авиационной бомбы. Для испытания изделия 501, отработки его надёжным и безопасным для последующих ядерных испытаний потребовалось разработать новые методы и критерии оценок. Для испытания изделия 501 на базе 71-го Полигона ВВС были определены следующие основные этапы:
– лётно-баллистические испытания при бомбометании массогабаритными макетами изделия с самолёта-носителя Ту-4;
– лётные испытания макетов изделий, оснащённых регистрирующей аппаратурой, для получения данных по линейным и вибрационным нагрузкам, действующим на изделие на траектории падения, а также данных по колебаниям и вращению;