1966 г. стал первым годом третьей пятилетки (1966–1970 гг.). Экономика, частично восстановленная после «большого скачка», развивалась сбалансировано, несмотря на начало «культурной революции». Ещё до начала «культурной революции» произошло событие, которое вывело КНР в ряд ядерных держав, что сразу существенно изменило геополитический статус Китая. 16 октября 1964 г. КНР произвела успешное испытание первой китайской ядерной бомбы. Китайская программа развития ядерной энергетики осуществлялась при поддержке СССР. Ещё в 1956 г. было заключено советско-китайское соглашение по сотрудничеству в развитии атомной промышленности в КНР. В СССР были подготовлены специалисты для новой атомной отрасли КНР, построены высокотехнологичные предприятия. Уже в период 3-й пятилетки 17 июня 1967 г. КНР осуществила испытание первой китайской термоядерной бомбы, тем самым КНР стала в тот период четвертой страной в мире, после СССР, США и Великобритании, – обладательницей термоядерного оружия. С помощью переданных СССР в конце 1950-х гг. ракетных технологий КНР, несмотря на существенное отставание на тот период в сфере развития высокотехнологичных производств, удалось уже в начале 1960-х гг. создать собственные баллистические ракеты, ракетные войска и стратегическую авиацию. Более того, на основе инициированной ещё в 1956 г., при участии специалистов из Советской России, космической программы КНР уже в начале 1960-х гг. были произведены успешные пуски космических ракет, а 24 апреля 1970 г. был успешно выведен на орбиту первый китайский спутник «Дунфан Хун-1» («东方红一号»). КНР стала пятой в мире космической державой. 8 февраля 1970 г. в КНР была открыта первая атомная электростанция. Всё это – свидетельство серьезных усилий руководства КНР и китайского народа, направленных на производственно-экономическое и технологическое развитие страны во второй половине 1960-х гг., несмотря на серьезные проблемы, вызванные «культурной революцией». Например, по данным статистики по сравнению с первым полугодием 1965 г. за первую половину 1966 г. объём промышленного производства в КНР вырос на 20,3 %, производство стали – на 20,7 %, угля – на 12,6 %, нефти – на 28,4 %, электроэнергии – на 20 %, химических удобрений – на 41,8 %. При составлении третьего пятилетнего плана сельское хозяйство и легкая промышленность были объявлены приоритетными направлениями экономического развития. Однако, непростая геополитическая ситуация, в частности, агрессия США во Вьетнаме (1965–1973 гг.), нерешенность «тайваньского вопроса», резкое ухудшение отношений с СССР и др., опять потребовала бросить все ресурсы и усилия на развитие прежде всего тяжелой промышленности, поскольку от неё зависела обороноспособность КНР.
Задачи третьей пятилетки сводились к следующим направлениям: ежегодное увеличение промышленного и сельскохозяйственного производства на 9 %, к 1970 г. увеличение добычи зерна до 220–240 млн. т., хлопка – 2,2–2,4 млн. т., стали – 16 млн. т., электроэнергии – ПО млрд. кВт/ч. В региональной политике руководство КНР было ориентировано на приоритетное развитие центральных и западных регионов. Мао Цзэдун озвучил также план механизации сельского хозяйства на 15 лет. В январе 1966 г. был также обнародован социально-демографический план по регулированию прироста населения. В частности, было объявлено, что к 1970 г. население страны не должно превысить 800 млн. человек.
Однако, начавшаяся в середине 1966 г. «культурная революция» поставила под сомнение достижение многих планов социально-экономического развития на третью пятилетку. В период апогея «культурной революции» (1967–1968 гг.) производство стали снизилось в 3 раза, а электроэнергии – на 40 %. В связи с утратой управляемости многими социально-экономическими процессами существенно ухудшилась трудовая дисциплина: лишь 50–60 % рабочих работали на своих предприятиях. И если в 1966 г. ВВП страны составил 186,8 млрд, юаней, то в 1967 г. – 177,39 млрд., а в 1968 г. – 172,31 млрд.
Резкая дестабилизация социально-экономической ситуации в стране, потеря управляемости потребовали даже привлечения сил НОАК и фактически «ручного управления». В 1969 и в 1970 гг. экономические показатели вновь стали немного расти. Но, тем не менее, Госплан был не реализован по всем направлениям и отраслям (кроме добычи нефти). Руководство страны было вынуждено начать кампанию нового экономического урегулирования. В марте 1970 г. был сформулирован план экономического развития на год, предусматривавший стабилизацию прежде всего производства сельскохозяйственной продукции. Коммуны больше не расширялись. Сельхозпредприятия пытались увеличить производство зерна. Правительство КНР стремилось поддерживать развитие центральных и западных регионов Китая, увеличивая капиталовложения (до 55 %). Однако, планы 3-й пятилетки были всё же провалены.