1958年，中国科学院统筹部署，在力学研究所成立负责卫星总体设计和运载火箭研制的第一设计院，郭永怀任院长，钱学森全面指导。作为配套工程，在北京怀柔县思家峪山区开始筹建怀柔基地(对外称为“北京矿冶学校”)。1963年初，力学研究所在怀柔基地建立爆炸力学试验场，而后成立了怀柔分部。1968年，怀柔分部交由国防科委接管，爆炸力学试验场继续作为力学研究所怀柔基地。2010年，力学研究所怀柔基地上交中国科学院，现址成为目前的中国科学院与“两弹一星”纪念馆。

2008年，力学研究所紧密结合国家重大任务和战路需求，前瞻性地规划建设怀柔园区。2023年，钱学森实验基地(怀柔)正式揭牌。占地142亩地，已建成12栋，总建筑面积约5.6万平方米，现常驻人员200余人。