1964年，中央和主席提出三线建设的战略决策后,由于独特的地理位置和地形条件,山西的广大地区被划入三线建设的范围,确定：管涔山区为北京市的战略后方基地,以长治市为中心的太行山区为天津市的战略后方基地,吕梁山区为太原市的战略后方基地。1970年初,又将晋南中条山区作为中国的坦克基地。山西的国防工业建设主要是围绕上述基地建设展开的。

  1965年，为了支援和加强三线建设,山西省委成立了三线建设领导小组,同时组建了3个建设指挥部：第一建设指挥部设在大同市,负责协助北京市后方基地建设;第二建设指挥部设在长治市,负责协助天津市后方基地建设和战备搬迁工作;第三建设指挥部设在临汾地区隰（xi）县,负责太原市后方基地建设。在具体项目的组织与实施上,都采取了指挥部的领导形式。工程建设指挥部,既管理工程建设,又管理设计和施工队伍,是一种按战时动员体制组织起来的高度集中的建设管理方式。

  山西的三线年左右基本结束,大体经历了15年时间。在此期间,中央在山西投资的重点是国防工业建设和基础工业建设,山西则根据中央关于建设地方军工（小三线）的规划和指示,全方面开展了“小三线年,山西国防军工建设的主要项目有:建设管涔山区的宁武高炮厂、晋东南山区的电子工业基地、晋南坦克基地、晋西南的总后生产基地和吕梁山区的地方军工基地。此外,还有航天工业部所属的国营清华机械厂、晋宇科学仪器厂的其他建设项目。

  管涔山，又名燕京山，《水经注》载燕京亦管涔之异名也。《淮南子·地形训》记载汾水出燕京。”管涔山处于宁武、岢岚、五寨等县的交界处，东承阴山余脉，南接吕梁云中，古称晋山之祖。主峰芦芽山，为贯穿山西境内的主要河流--汾河的发源地。隐藏于芦芽山区的宁武高炮厂，包括新建国营长城机械厂、国营烽火机械厂、国营恒光机械厂3个项目。1965年12月,由华北局、北京市、五机部组成联合建厂组,在华北地区选择高炮厂址。经勘察,最后确定3个项目建在宁武县的芦芽山区,由北京市负责建设和管理。1966年6月破土动工,到1969年底,3个厂陆续建成投产。

  晋东南地区包括今长治市和晋城市，1958年设置晋东南专区，后改地区，辖十多个县市。1985年撤销地区，分设长治市、晋城市。1965年,四机部决定从北京、天津、南京等地选择一些重点企业分迁到三线地区建设新的电子工业基地。在晋东南地区建设的电子工业基地就是这里面之一。在建设初期,晋东南电子工业基地共规划了12个项目。建设过程中经过调整,只保留了东方红机械厂、永明无线电器材厂、华阳器材厂、卫华仪器厂、金阳器材厂、东声器材厂、春光电工厂、建山机器厂等8个项目。分布在晋东南的晋城、襄垣、沁源、阳城、长治、武乡、沁水等地。以上项目采取分迁或包建的形式,从1965年陆续开工建设,到1976年底基本建成。

  晋南坦克基地（代号541）建设。1969年3月,中苏珍宝岛武装冲突事件后,中央决定加快三线建设步伐。常规兵器工业领导小组提出在晋南中条山地区建设中国第二坦克基地。该工程原计划为17个项目,在“靠山、分散、隐蔽”方针的指导下,这些项目分布在临汾、运城两个地区的绛县、闻喜、夏县、翼城境内蜿蜒130公里的地域。

  根据常规兵器工业领导小组的指示,“541工程”分三批建设,用两年半时间全部建成。从1970年4月开始到1973年7月,是“541工程”建设的高潮时期,仅用3年时间,完成投资2亿多元,施工面积80万平方米,贯穿各专业厂的公路、铁路专用线工程”是在“大规划”的指导思想下进行的,由于一些工程建设项目在选址时对地质和水源等缺乏科学的论证和评价,加上材料不足、等原因,1973年下半年开始,“541工程”进入调整缓建时期。在此期间,“541工程”规模一再压缩,原规划中的17个项目只保留了7个,到1979年底,部分工厂建成投产。

  晋西南的运城，古称河东，关公故里。运城地处山西西南部，北依吕梁山与临汾接壤，东峙中条山和晋城、河南济源毗邻，西、南隔黄河与陕西渭南、河南三门峡及洛阳相望。原总后勤部在运城地区投资建设一个总后生产基地，共有7个军工单位，包括5个生产企业、一个军工医院，一个军需仓库。基地位于闻喜、绛县一带，为军队提供后勤保障产品，主要生产军用被服、解放鞋、装具等。其中闻喜县东镇建有3534厂、2395军工医院（总后第五职工医院）和2304仓库；闻喜县桐城镇建有3531厂；绛县南樊镇建有3543厂、冷口镇建有3606厂。

  吕梁山区曾是红军东征主战场、八路军120师、晋绥边区首府所在地，著名文学作品《吕梁英雄传》便出自这里，这是一块英雄的红色土地。三线建设时期,山西根据中央关于加强战备和“省自为战”的精神,从1965年开始,在吕梁山区新建了一批“小三线”军工企业。最重要的包含山西建设机械厂、山西新建机械厂、晋丰机械厂、山西金星工具厂、山西凌云机械厂等。这些项目大都分布在吕梁山区的孝义、中阳、隰县、介休等地。与此同时,还建立了与地方军工配套的阳泉水库、晋光电厂等项目。

  三线建设时期,国家先后投资修建了京原铁路石景山至枣林段、太焦铁路修文至五阳段、邯长铁路涉县至长治段三条铁路干线。此外,还兴建了南同蒲铁路二峰山支线、北同蒲铁路宁武至苛岚支线,以及京包线郭磊庄至大同段双线、月山至晋城双线工程。

  京原线从北京石景山起至山西原平,全长418.6公里,线路跨越北京和晋冀两省。该线月正式交付使用。太焦线北起南同蒲修文站,经长治、晋城而达河南月山站,线年,国家决定续建太焦线修文至五阳铁路,该线月，太焦线上该段铁路工程完工交付使用。邯长线月,国家决定对邯长线进行重建和新建,之后,邯长线月,涉县至长治铁路全线贯通。

  在建设铁路的同时,公路建设也有了新的发展。1965年至1972年,国家对山西的“小三线”公路和国防公路专项投资1.3亿元,兴建了31项公路建设工程。截止1976年,全省公路通车里程达30 049公里,比1965年增加9 684公里,大大改善了山西交通落后状况。

  三线建设的战略目标是在我国纵深地区建立一个工农结合的、为国防和农业服务的、比较完整的战略后方基地。因此,三线建设的重点除了国防工业外,还包括能源、冶金、化工、机械、电子、轻纺等工业和基础设施的建设。经过三线建设,山西在国民经济的主要产业部门建成和初步建成了一大批骨干企业。

  山西能源工业的重点是煤炭和电力工业。在煤炭工业建设中,从1966年—1975年,山西中央直属煤矿和地方国营煤矿，新建和改扩建矿井若干个,年新增生产能力863万吨。同时,还建成了6条铁路专用线。电力工业建设方面，根据国防工业建设和工业生产的需要,这一段时期累计先后安排和新建了一大批电力建设项目。重点项目有娘子关、霍县、神头3个大型火力电厂。为适应晋东南和晋南工农业生产的需要,还动工兴建了巴公、侯马、永济电厂。为适应战备需要,在雁北、忻州、吕梁、晋东南等地区,筹建了8个三线战备电厂。此外,还对大同热电厂、太原第一热电厂、太原第二热电厂、阳泉电厂等进行了大规模的扩建。

  冶金工业建设。三线建设时期,国家投资对太钢、临钢、长钢进行了新建扩建和改造,重点工程主要是太钢第二炼钢厂以及第四、第五、第六、第七轧钢厂的筹建和扩建。随着建设项目的竣工投产,太原钢铁公司初步形成了年产100万吨规模的大型特殊钢联合企业,临汾钢铁厂也由过去只生产铁的单一产品变为能够生产生铁、钢材、焦炭、化工等多种产品的联合企业。

  山西化学工业建设主要有三个方面:首先对太原化肥厂、太原化工厂、太原磷肥厂、太原制药厂等公司进行了扩建和填平补齐。先后完成了50多个单项工程,从而使这一些企业的生产能力得到很大提高。其次,在北起大同、南至永济的同蒲铁路沿线建设了化肥、农药、橡胶加工、无机盐、合成橡胶和化工机械等一批中型企业。这一些企业的建成投产,改变了山西化学工业的布局,扩大了山西化工产品品种和产量,填补了一些行业空白。再次,在全省先后建设了128个小型氮肥厂,其中建成投产的有99个。经过十多年的建设,山西的化学工业有了长足发展。

  机械和轻纺工业建设。在机械工业建设方面,根据加速实现农业机械化的要求,1966年—1975年,山西机械工业新建和扩建了长治防爆电机厂、阳泉标准件厂、大同齿轮厂、山西机器厂、运城拖拉机厂、平遥柴油机厂、太原变压器厂、榆次液压件厂等一批骨干企业。到1979年,全省机械工业拥有固定资产原值达到38.75亿元。

  轻纺工业建设方面,为配合三线建设和满足人民生活需要,新建和扩建了一大批棉纺织、毛纺织、丝绸、印染、针织、化学纤维和纺织机械等企业。从1966年到1970年,相继开工建设的有临汾纺织印染厂、永济纺织厂、阳城缫丝厂、定襄色织厂以及侯马、襄汾、阳城、阳泉、大同纺织厂。为了与纱的产量保持平衡,1970年以后,在远离城市的地区建设了10多个针织企业。化纤工业,主要新建了大同化纤厂、太原涤纶厂、山西第一维尼纶厂和山西棉纶厂,这些项目的建成和投产,奠定了山西化纤工业的基础。轻工业方面,重点建设了造纸、印刷、合成洗涤剂、自行车、缝纫机、灯泡、食糖、酒、日用陶瓷、塑料制品、日用玻璃等短线产品项目,发展了轻工业所需的设备和材料生产,从而大大缓解了山西日用消费品供给紧张的现象,提高了日用消费品的供给能力。

  三线建设促进了山西国防科技工业的发展,使之成为中国一个重要的军工和科研基地。同时，留下了宝贵的精神财富——三线精神。

  山西国防工业在建国初期就具备比较好的基础。早在“一五”计划时期,国家在对山西军事工业老厂进行扩建和改建的同时,投资4.62亿元新建了一批大型国防工业公司,这些项目的建成,为山西军工奠定了较好的基础。三线建设时期,国家在山西的吕梁和太岳山区投资1.2亿元建成了9个地方军工企业和事业单位,共有建筑面积30多万平方米,机械设备34000台,职工7300人。同时,在山西的管涔山、中条山和晋东南地区投资11亿元兴建了22个部属三线军工企业,在太原等地建设了4所国防工业科研院所。这一些企业和科研单位大部分于1979年前后建成,新增建筑面积152万平方米,设备5 400多台,职工3.6万人。经过长期的建设和调整改造后,山西的军事工业成为中国实力丰沛雄厚的重要军工生产和科研基地之一。山西的军事工业门类比较齐全,包括兵器、航空、航天、电子、船舶、核工业等。其中,兵器工业占到全省部属军工企业总数的44.7%,形成了以兵器工业为主,陆海空及航天工业配套的军工产品的生产格局。基本的产品有枪械、火炮、枪弹、炮弹、导弹、火炸药、水中兵器、航空仪表、卫星遥测跟踪接收设施、高炮指挥仪、电子元器件等。这一些产品用于装备中国人民各军兵种,增强了我国国防的实力。

  加强了山西科学技术力量。随着三线建设的展开,内迁、新建和扩充了一批军工科研机构,使山西军工的科研和教学力量大为增强。山西军工科技队伍从仿制到自主研究设计,先后从事了新型火炮、炮弹、反坦克导弹、发射药、发动机、指挥控制管理系统、核辐射防护、磁性材料、机电工艺、航天配套设备等技术和装备的研究。同时,研究开发了大量适合经济建设和人民生活需要的民用产品,并取得了丰硕的研究成果。这些成果和技术的推广和运用,为提高我国国防现代化水平起了及其重要的作用,也为服务于经济建设和改善人民生活做出了积极的贡献。

  留下了宝贵的精神财富。三线建设中发扬的自力更生、艰苦奋斗和无私奉献的精神,是历史留给我们的宝贵精神财富。三线建设大部分都在环境艰苦、交通不便的山区,广大三线人胸怀对祖国的忠诚,心系国家和民族的大局,离开生活条件较好的城市,他们不讲条件,不计得失,从四面八方汇集到环境艰苦的厂矿。他们在生活上承受低标准,在工作上坚持高标准,以高昂的斗志和顽强拼搏的精神,克服一切艰难险阻,谱写了一曲曲胜利的凯歌。他们为了三线建设贡献了自己的青春和全部聪明才智,有些甚至献出了宝贵的生命。这种“艰苦创业、无私奉献、团结协作、勇于创新”的三线精神,在新时代仍然是非常珍贵和需要大力弘扬的民族精神、奋斗精神。