Началось конструирование и изготовление стоек, плат, блоков машины. Если бы они завершились успешно, а для этого необходимо было лишь одно — поставка промышленностью потенциалоскопов (39 штук) для ЗУ, — то БЭСМ оказалась бы вне конкуренции не только в стране, но и в мире. Ее производительность 10 тыс. операций в секунду оказалась бы в пять раз выше, чем у «Стрелы». Такой скорости вычислений еще не достигала ни одна машина. Однако этого не случилось. Сказалось монопольное положение Министерства машиностроения и приборостроения СССР. Оно не посчиталось с интересами коллектива ИТМ и ВТ АН СССР, науки и страны в целом и обеспечило потенциалоскопами лишь разработчиков «Стрелы». Создатели БЭСМ были поставлены в затруднительное и к тому же унизительное положение. Можно представить себе состояние Сергея Алексеевича — подойти совсем близко к цели и получить такой удар! Он всегда поступал иначе, стремился помочь, в том числе СКБ-245. Когда представители последнего, и среди них главный конструктор «Стрелы» Базилевский, были в Киеве, Сергей Алексеевич подробно ознакомил их с МЭСМ, помог связаться с Институтом физики АН Украины и договориться о разработке накопителей на магнитных лентах. Не скрывались и работы, связанные с БЭСМ. Соперники же вели себя иначе. Бывший сотрудник СКБ-245 Ф.Н. Зыков вспоминает, что когда Лебедев приехал в СКБ-245 ознакомиться со «Стрелой», ему показали… подготовленную к отправке, упакованную в ящики машину.
Лебедев решил использовать запасной вариант — ЗУ на акустических (ртутных) трубках (РЗУ). Это снизило производительность БЭСМ до уровня «Стрелы» и добавило немало забот. Масса ртути для РЗУ полного объема должна была составлять несколько сотен килограммов. РЗУ включало 70 ртутных трубок длиной около метра: 64 хранящих, одна трубка следила за тактовой частотой, 5 были запасными (ртутные трубки были разработаны в 1949 г. по его заказу в Институте автоматики ВСНИТО). Все трубки размещались в огромном термостате, смонтированном в специальном помещении с вытяжными шкафами, где выполнялись работы с ртутью. Электронная часть каждого тракта собиралась в стандартном крупном блоке. Значительные размеры имели панели управления, блоки питания. Внушительных размеров стойка РЗУ занимала целую комнату, расположенную в конце коридора первого этажа, довольно далекого от АУ, связь с которым осуществлялась по кабелям, тщательно распаянным на фольге. Большой пульт РЗУ включал растровый индикатор, позволяющий просматривать содержимое каждого из 64 трактов, очень украшавший пульт и упрощавший жизнь сменного инженера. Отладка РЗУ осложнялась еще тем, что в нем аналоговые и электронные схемы работали в одной, замкнутой в кольцо цепи. Большую помощь в доводке РЗУ, по воспоминаниям Е.П. Ландера, оказал Лебедев, «переселившийся» в комнату, где размещалось РЭУ, почти на два месяца. Сергей Алексеевич принимал конструктивные решения, не останавливаясь на полумерах, шел на большие дополнительные механические и монтажные работы.
Летом 1952 г. изготовление машины в основном было завершено. Началась наладка. В ней участвовали все разработчики машины. Работа велась круглосуточно. Главным источником неисправностей была электронная лампа: многие лампы выходили из строя в первые часы работы. Но если лампа проработала в машине несколько сотен часов, ее выход из строя становился маловероятным.
В I квартале 1953 г. БЭСМ была налажена, а в апреле была принята Государственной комиссией в эксплуатацию.
«Стрела» была закончена в эти же сроки и рекомендована для серийного изготовления. Ее создатели получили три Государственных премии I, II и III степени, а главный конструктор машины Ю.Я. Базилевский — звание Героя Социалистического труда.
Опытная эксплуатация БЭСМ началась в I квартале 1953 г. Инженеров-наладчиков заменили математики. Хотя первое время машина работала с пониженной производительностью, на ней было решено много важных народнохозяйственных задач.
По рекомендации академика Лаврентьева, ставшего вице-президентом АН СССР, Сергея Алексеевича в 1953 г. назначили директором ИТМ и ВТ АН СССР и избрали действительным членом АН СССР. Сын Отто Юльевича Шмидта, Сигурд Оттович, подымая тост на банкете по поводу избрания новых членов Академии, сказал: «Сегодня мы выбрали в академики двух замечательных ученых — С.А. Лебедева и А.Д. Сахарова!».
В 1956 г., когда БЭСМ была принята Государственной комиссией вторично (с памятью на потенциалоскопах), С.А. Лебедеву присвоили звание Героя Социалистического труда, основные разработчики были награждены орденами.
Первый вычислительный центр