1979年，在一次航投原子弹试验时出现降落伞事故，原子弹坠地被摔裂未爆炸。邓稼先深知危险，却一个人抢上前去把摔破的原子弹碎片拿到手里仔细检验。因此，他的身体受到核辐射伤害：经过北京的医院检验，肝脏破损，骨髓里也侵入了放射物。但是，他仍坚持工作，指挥核武器试验。
1980年，邓稼先当选为中国科学院院士（原称学部委员）。
1984年，邓稼先在大漠深处指挥中国第二代新式核武器试验成功。这是他一生中指挥的最后一次核试验，距第一颗原子弹爆炸整整20年。为此，邓稼先高兴地写下一首绝句：
红云冲天照九霄，千钧核力动地摇。
二十年来勇攀后，二代轻舟已过桥。
1985年，邓稼先离开罗布泊回到北京。7月30日，医生强迫他住院，并通知他已患有癌症。他面对妻子和国防部长张爱萍的安慰，平静地说：“我知道这一天会来的，但没想到它来得这样快。”
邓稼先在医院住了363天，一直疼痛不止。医生为他打止痛的杜冷丁针，从每天一针发展到一小时一针。
1986年7月29日，邓稼先因癌症晚期大出血去世。他临终前留下的话仍是如何发展中国的尖端武器，并叮咛：“不要让人家把我们落得太远……”。
获得科学技术最高奖励最多的科学家
由于邓稼先在基础理论和爆炸试验两方面为发展中国的核武器做出了巨大贡献，党和国家给了他许多奖励和荣誉。
邓稼先是中国获得最高科学技术奖最多的科学家和技术专家：一次国家自然科学奖一等奖，四次国家科技进步奖特等奖，以及“两弹一星功勋奖章”。
