1965年5月，中央专委第12次会议决定，由中科院负责，在短期内研制一种肩扛式超低空导弹（代号“541工程”）。在裴丽生领导下，中科院动员了27个研究所、厂，1300多名科技人员参加此项工作，不到半年时间，便研制出来，在力学所、化学所、怀柔基地发射试验，均取得成功。1966年初，裴丽生陪郭沫若到怀柔基地参观超低空导弹发射试验，郭老欣喜之余写下了3米多长的大幅毛主席诗词，并题词道：“甚感此地有大庆之风。”这是郭老对裴丽生分管及领导下的各所同志艰苦奋斗、团结协作的高度赞扬。

同时，在裴丽生的主抓下，中科院在反导武器光炮的研制和入侵敌弹真假目标识别的研究等方面均取得显著成绩。

1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂召开隆重表彰为研制“两弹一星”作出突出贡献的科技专家大会，对钱学森等23位科学家进行了表彰。时年已93岁高龄的裴丽生也应邀出席大会，这是对他长期从事国防科研管理工作的肯定。正如张劲夫所说：“请历史记住他们。”