建国后，历任中国人民解放军代总参谋长，中央人民政府人民革命军事委员会副主席，国务院副总理兼国家科学技术委员会主任、国防部国防科学技术委员会主任，中共中央军委副主席，全国人大常委会副委员长，中华人民共和国中央军事委员会副主席。1955年被授予中华人民共和国元帅军衔。他参与领导中国人民解放军的革命化、现代化、正规化建设。特别是在主管尖端武器科研工作期间，在极其困难的条件下，他日夜操劳，呕心沥血，总结出科学工作十四条成功经验，充分调动广大科学技术人员的积极性和创造性，领导科技攻关，组织全国大协作，仅用五年的时间就研制成功了导弹、原子弹，为我国尖端武器的发展和航天事业作出了不可磨灭的重大贡献。
1957年聂荣臻陪同毛泽东观看空军飞行表演
聂荣臻同志（中）陪同周恩来接见制定我国《1956-1967年科学技术发展远景规划纲要（草案）》的科学家们
1949年10月1日聂荣臻同志（左）陪同朱德同志在开国大典上阅兵
聂荣臻同志与朱德、彭德怀、陈毅、叶剑英同志的合影
1987年11月党的第十三次全国代表大会期间聂荣臻同志与邓小平、邓颖超同志在一起
聂荣臻同志与黄埔军校政治部全体人员的合影
1980年聂荣臻同志在北京人民大会堂亲切会见四十年前被八路军救起的日本小姑娘美穗子
1967年6月聂荣臻同志在某试验基地主持了第一颗氢弹爆炸试验
1989年12月29日江泽民、李鹏等党和国家领导人来到聂帅家中，向聂荣臻同志祝贺九十寿辰
聂荣臻同志与家人在一起
1983年“六一”儿童节聂荣臻同志向孩子们祝贺节日
