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1964年10月18日，广东省委向中央作关于国防工业和三线备战工作的请示报告。
这份报告对本省贯彻备战工作和自己的三线建设做了具体的安排。毛泽东看了很高兴，当即批示要求转发第一、二线各省，要求他们也提出各自的报告。
毛泽东还充满信心地写道：
无非是增加一批建设费，全国大约需15亿左右，分两三年支付，可以解决一个长远的战略性的大问题。现在不为，后悔无及。
10月29日，周恩来、罗瑞卿写成《关于一二两线各省、市、区建设自己后方和备战工作的报告》，连同广东省委报告及毛泽东的批示一同下发，这就是《中央关于加强一、二线的后方建设和备战工作的指示》。
11月3日，指示正式下发，指示指出：
东北、华北、华东、中南、西南局，黑龙江、吉林、辽宁、河北、内蒙古、山西、山东、江苏、安徽、浙江、福建、江西、广东、广西、湖南、湖北、河南、云南各省、区党委，北京、上海两市委并告计委、经委、国防工办：
中央现将广东省委十月十八日报告和主席十月二十二日批语转给你们。中央同意并转发周恩来、罗瑞卿两同志十月二十九日关于一二两线各省、市、区建设自己后方和备战工作的报告，望即抓紧进行。
中央一九六四年十一月三日
《关于一二两线各省、市、区建设自己后方和备战工作的报告》这样写道：
主席、中央：
（一）……大家认为，抓紧一、二两线各省、市、自治区的后方建设，是一项具有战略意义的大事……
（二）根据广东省委的报告和中南、华东、华北、东北四个大区的部分省、自治区在这次全国计划会议上提出的要求，一、二两线的后方建设和备战工作，大体上包括以下几项内容：
1.建设一批地方军工厂，包括枪枝、子弹、地雷、手榴弹和炸药等轻武器的制造厂。
2.为了配合地方军工厂的建设和保证战时的供应，要从大城市搬迁一些必要的配套工厂到省、区自己后方，并且在后方相应地建设一些小煤矿、小电站和必要的修配工厂。
3.搞好现有的公路、桥梁、渡口和通讯线路，新建或者改建一些运输、通讯设施和边境上的江河护岸工程。
4.修建一批储备粮食、原盐、汽油等战略物资的仓库。
5.加强一、二两线后方地区的农业建设，特别是山区建设。
6.迁建或者新建一些必需的医院和学校。
7.省委和军区领导机关的防护工程。
10月30日，中央工作会议通过并下发了国家计委提出的《1965年计划纲要（草案）》。这个计划的指导思想是：“争取时间，积极建设三线战略后方，防备帝国主义发动侵略战争。”提出的三线建设总目标是：
要争取多快好省的方法，在纵深地区建立起一个工农业结合的、为国防和农业服务的比较完整的战略后方基地。
在1965年的基本建设总投资133.99亿元中（中央投资89.7亿元，地方投资44.29亿元），三线建设占42亿元，约三分之一；初步安排的690个大中型项目中三线占187个，不到三分之一。但在实际中按照这个安排，包括生产建设各个方面在内，木材不足150亿立方米，水泥不足80万吨，设备中的短线产品缺口也很大，在尽量安排国防和三线建设需要后，则难以照顾其他方面的需要。
阵阵袭来的战争阴云，使祖国广袤的西部地区，通过三线建设的特殊方式，第一次在国家计划中占有空前的重要位置。
1965年1月24日，毛泽东又谈到：“各省的三线建设要注意搞。兵工厂搞起来，地方军搞起来，五年，每年才六亿，军队同志就放心了。过去只有正规军，没有民兵……你重庆造的子弹，怎么能运到上海？设想如果出现了像日本占领时候的情况，到处被占领了，你没两手怎么成？军械、武器不但运输有困难，数量也不够。”
毛泽东重新强调了小三线建设的重要性。
1964年开始，在中国中西部的13个省、自治区进行了一场以战备为指导思想的大规模国防、科技、工业和交通基本设施建设，称为三线建设。
所谓“三线”的范围，一般的概念是，由沿海、边疆地区向内地收缩划分三道线：
一线指位于沿海和边疆的前线地区；三线指包括四川、贵州、云南、陕西、甘肃、宁夏、青海等西部省区及山西、河南、湖南、湖北、广东、广西等省区的后方地区，共13个省区；二线指介于一、三线之间的中间地带。其中川、贵、云和陕、甘、宁、青俗称为大三线，一、二线的腹地俗称小三线。
根据当时中央军委文件，从地理环境上划分的三线地区是：甘肃乌鞘岭以东、京广铁路以西、山西雁门关以南、广东韶关以北。这一地区位于我国腹地，离海岸线最近在700公里以上，距西面国土边界上千公里，加之四面分别有青藏高原、云贵高原、太行山、大别山、贺兰山、吕梁山等连绵山脉作天然屏障，在准备打仗的特定形势下，成为较理想的战略后方。用今天的区域概念来说，三线地区实际就是除新疆、西藏之外的中国西部经济不发达地区。
做出三线建设的决策在当时有其必然性。
当时，国际环境的紧张使长期没有战略后方的中国感到十分不安全。
从1840年至1945年中国遭到7次大规模入侵战争，就是鸦片战争、英法联军入侵战争、中法战争、日清战争、八国联军入侵战争、日俄战争和中日战争，平均不到15年中国就要遭遇一次大战，共死亡5000万人以上，国家几乎被瓜分；加上二战后最大的两次局部战争朝鲜战争、越南战争又都发生在中国的友邻。作为一个落后大国的领导人，没有强烈的抵御战争估计、即使是过度的估计倒是不可理解的了。
在当时，建设一个战略后方基地是迟早要进行的任务、迟早要付出的代价。经济学家马洪后来同意这样的见解：三线工业建设即使从经济学观点看的效率与效益损失，也类似于为预防不幸事故和自然灾害而设置的后备基金或保险基金，是暂时性的，属于国家经济安全与国防安全支出成本。
后来的事实证明，三线建设虽然是以战备为中心，但客观上初步改变了国家工业东西部布局的不合理状况，建成了一批以能源交通为基础、国防科技为重点、原材料工业与加工工业相配套、科研与生产相结合的战略后方基地，建成了一批重要的铁路、公路干线和支线，促进了内地省区的经济和科技文化发展，给西部以后的建设提供了条件。