九局成立之初的主要任务，就是进行342工程和221工程的选址，同时寻找一个让专家和技术干部工作以及接收苏联技术资料和模型的场所。1958年7月，221工程（也称二二一基地）和342工程（1961年初撤销）定点在青海省海晏县的金银滩草原（对外称青海国营综合机械厂）。同年，邓小平批准了二机部提出的这个选址方案。接收资料和样品的场所定在北京北郊的花园路。
鉴于二二一基地建设工程浩大，短期建成投产不太现实，1958年7月，二机部批准九局先在北京海淀区花园路开工建设一个过渡性机构（也就是北京第九研究所），待二二一基地建成后，再由北京搬迁到青海。
此时的九局和九所，实际上就是一套人马两个牌子，李觉既是九局的局长，也是九所的所长。1958年10月，北京第九研究所公章正式启用，标志着中国核武器研制机构在首都的正式诞生。朱光亚、程开甲、彭桓武、王淦昌、郭永怀、邓稼先、周光召等科学家和一大批优秀科技人才陆续调入九所从事核武器研制工作。
北京的九所，原本只是一个暂设机构，主要任务是调集培训专业技术人员，准备接收苏联提供的原子弹教学模型和相关图纸资料。但1959年6月苏联突然撕毁协定，不再援助中国，党中央决定“自己动手、从头摸起、准备用八年时间搞出原子弹”之后，二机部积极执行党中央的部署，上上下下憋着一股劲，一定要早日造出“争气弹”。在加速二二一基地建设的同时，把开展科研工作的重点放在九所进行。
