人们亲切地称呼他“氢弹之父”，却遭到了他的坚持拒绝：“我只是起了一定的作用，氢弹又不能有好几个‘父亲’。”

后来，随着彭桓武、邓稼先这些曾经带领同志们攻破难关、从无到有的精英们相继离开九院，于敏主动担起开发第二代核武器的重担。

1980年，他被任命为核武器研究院副院长兼核武器理论研究所所长，在他的带领下，第二代核武器顺利诞生。

同所有研究“两弹一星”的科学家们一样，于敏也必须隐姓埋名，不能泄露一丝工作内容。此后，这位“国产专家一号”再也没有公开发表过论文，也无法著书立说，他的名字及毕生研究的事业成为重要机密。

直到30年之后的1988年，国家为于敏进行解密，妻子孙玉芹才通晓丈夫的工作点滴，后知后觉的孙玉芹感慨：“没想到老于是搞这么高级的秘密工作。”

即便过去了几十年，于敏依旧清晰记得他第一次来到这荒无人烟的大漠，大声吟诵着：“不破楼兰终不还！”的热血之词。

1969年，于敏无休无止地奔走往复于北京和大西北，积劳成疾的他患上了严重的胃病。研究小组组织做热核试验，同事们兴致勃勃拉他去小山岗看火球时，于敏突然全身冷汗，脸色苍白，瞬间休克昏迷。

数不胜数的测试使得于敏精疲力竭，健康状况每况日下。到了1971年，组织不忍，经过一番商讨，决定破例让于敏的妻子留在他身边悉心照顾。

一日深夜，正在苦心钻研的于敏突发不适，头昏眼花，他用尽最后一丝力气叫醒妻子。孙玉芹醒来时发现早已瘫倒在地的丈夫，她赶忙通知医生，经过抢救，最终化险为夷。于敏在医院的病床上坐立难安，还没等身体完全康复好，继续投入了紧锣密鼓的研究中。