20世纪中期，世界各国军队的武器装备发生了很大变化。原子弹、导弹、火箭等新式武器的不断出现，极大地改变着战争的样式和进程，这就给世界各国的国防建设和军队建设提出了新的课题。为适应这一新形势，1955年，中央军委根据中共中央、毛泽东主席提出要搞“两弹”的决策，开会研究原子弹和导弹等尖端武器的研制，并着手进行筹备工作。但在会议上，大家的意见并不完全一致。叶剑英态度鲜明，极力支持并赞同毛泽东、周恩来的意见，主张搞“两弹”，并逐步用之于加强部队装备和训练。此后，叶剑英就“两弹”和人造卫星研制、发射等问题多次配合聂荣臻，向有关部门了解情况，作指示、批示，并就有关问题向毛泽东、周恩来请示报告。

1960年3月18日，周恩来批准，国防部任命，中央军委副总参谋长张爱萍兼国防科委副主任，负责“两弹一星”发射基地的组织领导工作。

1965年5月中旬，作为第三次原子弹试验爆炸成功现场总指挥的张爱萍，组织爆炸试验成功，心情是十分激动的。他连续三次受命为现场总指挥。核爆炸连续三次成功。这对国家来说，其胜利和影响是空前的。但这一切，到1966年10月27日就戛然而止了。当张爱萍向军委汇报后，准备返回发射现场时，在座的军委领导却冷冷地说：“还是老老实实地交代你的问题吧！”张爱萍的心在作痛：“想到第一发成功时，大家相互拥抱在一起，都落泪了。为什么同志间一下子变得如此冷漠呢？”随之而来是5年的监禁与非人折磨。

张爱萍含冤入狱，儿女们也无辜受到牵连。在哈尔滨“军工大”上学的大儿子张翔，在张爱萍被抓走之后，正等着毕业分配，就被关进监狱。一关就是一年半，出狱后被监视劳动改造一段时间后回到了北京。在广州军区当兵被评为所在军标兵的二儿子张胜，也因为老子的关系，被开除现役遣送回家。老三张品在延边农村插队，因当地政府把他当成盲流而拒绝接受，所以户口未转成，就回京在一家工厂干活。女儿小艾在父亲被抓走后，就被赶到山西下乡插队去了。因患慢性病，也回到了北京。

1971年9月13日，林彪乘飞机外逃时摔死在蒙古尔汗的沙丘上。林彪集团垮台，使得“文化大革命”中许多矛盾一下子尖锐了起来。既然林彪是反党反毛泽东的，那被林彪整倒的干部应该算是什么呢？平反的要求获得了道义的支持。

仍处在中央核心领导层中的周恩来，成了众多被冤屈的人们唯一可以信赖的救星。张爱萍的夫人李又兰及其子女想给他写信申述冤情。张胜回忆说：“像我们这样戴罪之人，又怎样才能与最高层沟通呢？我们想到叶帅。林彪垮台后，叶帅开始主持中央军委工作。”张爱萍子女写好申述信后，通过王震转交给叶剑英。

一直重视、关注和支持“两弹一星”事业的叶剑英，对于张爱萍为发展“两弹一星”事业作出了重大贡献，是很清楚和关心的，对于张爱萍遭受折磨是很痛心的。所以他接到李又兰写的申述信后立即转交周恩来，并把自己所知道的有关情况告诉他。

1972年3月31日，周恩来在这封申述信上批示：“同意李又兰见面。如需治疗可送阜外医院。”4月，张爱萍获准会见了亲人。由于囚室潮湿，张爱萍的关节炎愈来愈严重，经常是疼得无法入睡。在他获准会见亲人后几天，就被转到阜外医院接受关节炎的治疗。

一天下午，张爱萍双腿疼痛难忍，摔倒在水泥地上，左股颈骨骨折。阜外医院把这情况报告了周恩来。周恩来指示：立即送张爱萍到301医院治疗。经过两次手术，近半年的金属牵引，均告失败。只能依靠双拐练习行走。这期间不准家属探视。

李又兰心急如焚，再三要求，直到张爱萍动完手术实施牵引了，才获准去探视一次。可是她一人探视，竟有11人跟着监视。并且，专案组明确告诉她：什么时间让你来，再通知你。

又是遥遥无期！李又兰怎么能放得下心呢？这同在监狱里有什么区别呢？她又给叶剑英写了封信，要求允许她和孩子们经常去医院探视、照顾。叶剑英在接到李又兰的求助信后，立即批示：“请才千同志阅，拟同意。”

“才千”是不久前调来的副总参谋长张才千。他接到信后当即批道：“请遵照叶副主席批示办。”但专案组把李又兰要求的“经常”定为“两周一次”，而且每次探视，依旧有人监视。并限制时间，还不时地审问。

李又兰想到经受了5年监禁之苦，又长期卧床难起的张爱萍，实在需要亲人的爱抚和照顾了，便又写了一封求助信。张才千看到李又兰的求助信，当即批示：“今后家属探视可不限制次数，专案组也不要派人去陪同。”从此，病床前的禁锢解除了，家里人可以天天陪伴他了。