После завершения войны экономика стала перестраиваться на мирные рельсы. Некоторые предприятия, выпускавшие ранее военную продукцию, были переориентированы на производство изделий повсеместного спроса. Но в то же время многие предприятия продолжали выпуск продукции военного назначения.
На территории Казахстана функционировало крупное военнопромышленное производство. Здесь располагался мощный ядерный научно-производственный комплекс, включавший почти все циклы создания ядерного оружия - от добычи урана до испытания боезарядов (1 июня 1995 г. на Семипалатинском испытательном ядерном полигоне был уничтожен последний ядерный боезаряд, подготовленный к испытаниям в тоннеле длиной 592 м на глубине около 130 м).
В Казахстане насчитывалось около 50 предприятий оборонного значения, большая часть которых входило в КЭМПО - Корпорацию электротехнических и машиностроительных предприятий оборонного комплекса. На этих заводах производилось до 18% всех боевых машин пехоты, поступавших в армию, 11% всех артиллерийских систем, стрелковое оружие, оборудование для ВМС (по отдельным компонентам - до 95% всего производящегося в СССР), торпеды и донные авиационно-корабельные мины, пусковые установки для тактических ракет 88-21 (по натовской терминологии), ракетные комплексы береговой обороны, бортовая аппаратура для крылатых ракет, системы управления подводных лодок, химическое и биологическое оружие (за пределами России это были единственные производства в Союзе) и т. д.
Одним из крупных предприятий по производству военной продукции в Казахстане был Алматинский завод тяжелого машиностроения. Завод был основан на базе 3-х цехов Луганского паровозного завода, эвакуированного в 1941 году в Алма-Ату. С 1942 года он выпускал бомбы, мины, снаряды, выполнял военные заказы. После войны производил торпеды.
В городе Курчатове собирали двигатели ядерных ракет. На Петропавловском заводе тяжелого машиностроения выпускали баллистические ракеты средней дальности. В городе Уральске изготавливали крупнокалиберные пулеметы для военных судов. На Ульбинском заводе в Усть-Каменогорске производили имеющие важное военнопроизводственное значение химические элементы бериллий, тантал.
Военная направленность экономики СССР привела к строительству на территории Казахстана многих военных, бактериологических, химических и космических полигонов. В Казахстане были построены военные базы и испытательные полигоны стратегического значения. На острове Возрождение в Аральском море был сооружен испытательный полигон бактериологического оружия.
В Казахстане находились военные базы и испытательные полигоны стратегического значения. Так, в Северном Казахстане и Семипалатинской области были размещены самые тяжелые в мире межконтинентальные баллистические ракеты (каждая из них была оснащена 10 ядерными боеголовками мощностью по 550 кт), на боевом дежурстве стояли 104 ракеты «РС-20» (по натовской классификации -«88-18»). На военных аэродромах размещались 40 стратегических бомбардировщиков Ту-95 МС с 240 крылатыми ядерными ракетами.
Символом революционного прорыва в развитии науки стал первый в мире полет человека в космос, осуществленный Ю.А. Гагариным 12 апреля 1961 года. Это историческое событие подводило экономику к необходимости начать переход к научно-индустриальному производству, базирующемуся на достижениях научно-технической революции. В честь этого события казахстанский поэт Олжас Сулей-менов написал поэму «Земля, поклонись человеку!».
Гигантским объектом, раскинувшимся в периметре примерно 70x70 км, стал космодром «Байконур», начавший функционировать с 1955 года. Со стартовых площадок этого комплекса было осуществлено около 2,5 тыс. пусков ракет, на различные орбиты (высотой 20-40 тыс. км) выведено свыше 1380 аппаратов военного, научного и социально-экономического назначения.
На территории Казахстана находились и другие полигоны, имевшие экстерриториальный статус. К ним относились, например, Семипалатинский испытательный ядерный полигон (общая площадь 18 500 км2), Капустин Яр (объединял три полигона, включая Тай-соган, предназначенный для падения первых ступеней баллистических ракет 88-20), полигон Азгир, объект «Лира» (Карачаганак), где с 1983 гг. было произведено несколько подземных ядерных взрывов. На Сарышаганском полигоне (с центром в Приозерске) проходили испытания стратегические системы ПРО и ПВО, а также лазерное вооружение, тактические системы ПВО проходили испытания на полигоне в Эмбе.
На территории КазССР располагалось около 50 предприятий оборонной промышленности. Обширные и редконаселенные площади Казахстана были идеальным местом для проведения
испытаний ракетного и ядерного оружия наряду с другими типами оружия массового уничтожения. Всем известный Семипалатинский ядерный полигон реально состоял из нескольких исследовательских, испытательных центров (не только ядерных). Инфраструктура космодрома Байконур включала в себя и ракетно-испытательный полигон. Необходимо упомянуть и полигон Сары-Шаган, предназначенный для испытаний средств ПВО и ПРО, а также полигон для бактериологического оружия на острове Возрождения в Аральском море. Всего на территории Казахстана находилось 8 крупных испытательных полигонов, занимающих более 7 процентов его территории.
В республике производилось значительное количество вооружений и оборудования для военно-морских сил, вооружение для танков, стрелковое оружие, ракетные системы, компоненты систем противоракетной обороны ПВО. Ежегодно казахстанская оборонка выпускала продукцию – от спидометров до высокоточных торпед специального назначения – на $1-1,5 млрд по нынешним ценам. При этом доля продукции гражданского применения не превышала 15-20%, и многие заводы выпускали сугубо военное оборудование.
Карта ВПК КазССР (очень неполная
Ядерная инфраструктура
Казахстан был активно вовлечен в производстве ядерного оружия при Советском Союзе. Кроме вышеупомянутого Семипалатинского полигона, существовало еще значительное количество предприятий имевших отношение к ядерной инфраструктуре Советского Союза. Это прежде всего Прикаспийский горно-металлургический комбинат, Ульбинский металлургический завод, Целинный горно-химический комбинат, Центральное рудоуправление ПО "Южполиметал", Мангышлакский энергокомбинат, Азгирский полигон и т.д. Несмотря на наличие определенных ключевых звеньев производства и отработки ядерного оружия (Ульба, Семипалатинск, Шевченко,...) и ракет существовавшая при Советском Союзе чрезвычайно специализированная технологическая цепочка производства ядерных устройств и средств доставки предотвращает становление Казахстана как независимого производителя любых типов ядерных взрывных устройств или баллистических ракет. Казахстанская добывающая промышленность была основным поставщиком при Советском Союзе природного урана и цветных металлов, необходимых для производства ядерно-ракетного оружия. Наряду с добычей урановой руды существовали также высокотехнологичные комплексы, где производилась отработка ультрасовременных ядерных технологий: советская программа ядерных ракетных двигателей (г. Курчатов (Семипалатинск-21) комплекс Байкал-1 и ИГР реактор). Другим примером современных технологий является реактор БН-350 в г. Актау. Реактор принадлежит к новому поколению реакторов на быстрых нейтронах, число которых, даже на сегодняшний день, во всем мире не превышает десяти. Этот реактор был предназначен в основном для опреснения морской воды на нужды Прикаспийского горно-металлургического комбината, добывающего урановую руду и для отработки ядерных технологий 
.