新中國成立後，由於國防建設的需要，梁壽從浙江大學調到哈爾濱軍事工程學院，開始施展才能，報效國家。1956年，國防部第五研究所成立，梁守甲被點名調到五院，參與新興的火箭工業。成為錢學森手下的十大研究室之壹，被任命為火箭發動機研究室主任，參與了蘇聯援建的P-2導彈的仿制工作。他很清楚，在當時外國的封鎖下，要得到壹點先進的科學技術是不容易的，所以在蘇聯有限的援助下進行仿制，意義重大。他要“先學楷書，後寫草書”，從模仿中增加自我設計的能力。但在與蘇聯專家的合作中，他深切地感受到，如果不動腦臨摹，照葫蘆畫瓢，不僅學不到真經，反而會被別人牽著鼻子走。於是，梁壽向設計人員提出了反設計的要求，從消化圖紙資料入手，根據產品的技術指標要求，利用已知的公式進行設計，然後將自己的設計結果與導彈實物進行對比，驗證理論與實際的壹致性，從而增加了自行設計的能力。這樣，在完成模仿任務後，設計師可以更有信心進行自主設計。
作為中國第壹枚仿制導彈的總設計師，梁壽不迷信也不盲從外國人，在技術問題上立足現實有自己獨立的見解。1960年，P-2導彈仿制完成，但在使用火箭燃料的問題上，梁壽與蘇聯專家產生了分歧。蘇聯專家認為，中國的液氧含有過多可燃物質，使用時有爆炸危險。但此時此刻蘇聯正準備撤回專家，蘇方的燃料遲遲不能供應中國，發射困難。梁壽心想，為什麽不能用國產燃料呢？他反復計算，查找數據進行分析對比，發現蘇聯的數據不準確，沒有考慮到十幾噸液氧中含有的雜質不會被氧化，壹起燃燒，所以用自制燃料代替蘇聯燃料是完全可能的。同年8月21日，蘇聯專家撤走後不久，梁壽的意見被采納，用國產液氧作氧化劑成功發射了第壹枚P-2導彈。這是梁壽第壹次親身經歷自力更生的勝利。
這次成功給了梁壽更大的信心和力量。後來，他在自主設計大推力火箭發動機時，大膽提出了離心泵並聯、使用偏二甲肼作為燃料的設想，大大提高了比沖，成功研制出大推力火箭發動機。梁守賢用兩套渦輪泵制造不平衡條件，觀察它們工作時能否自動達到平衡並聯狀態。試驗證明，離心泵並聯是可行的，可以協調平衡工作。隨後主持調查，提出了偏二甲肼毒性的測定方案和防止人體中毒的措施。經過壹年的反復實驗和研究，我們找到了解毒船的特殊方法，改進了操作規程。後來實踐證明，這種偏二甲肼不僅可以作為大型火箭發動機的燃料，還可以與煤油混合，替代大量糧食提煉的壹種混合胺燃料，在火箭發動機中發揮了重要作用。在設計更大推力的液體火箭發動機時，梁壽也提出了許多建設性意見，包括主張發展沖壓發動機，顯示了他高超的技術功底和獨創精神。
1965年，梁壽被任命為七機部三院副院長，同時擔任海防導彈武器系統總設計師，負責研制海防導彈的技術工作。他在負責設計壹款名為“迎海”2的飛航導彈的發動機時，提出了兩個大膽的想法:壹是將原來的吊箱改為承力箱，將機翼固定在箱體上，可以減輕結構質量，增加推進劑箱的體積；二是通過上述方法增加彈體的剛度和長度，從而增加射程。為了驗證這兩個想法，他和科技人員壹起工作了兩個月，完成了實驗樣品。1966 12，兄弟單位研制的“迎海”1導彈試射，發射架仿制使用。結果前兩發子彈打完就不見了。人們認為天氣寒冷影響了雷達的工作；但次年5月，又打了壹針，還是失敗了。梁壽參與分析原因時，認為問題不在導彈本身，而在發射過程中。他在發射場繞著發射架轉了幾圈，若有所思地回到住處，拿起筆計算起來。根據計算結果，他認為導彈發射器的總長度為5米。導彈發射時，由於發射架過長，導彈離軌頭傾斜，尾部下沈，導彈在劇烈震動下與彈體碰撞而損壞。導彈發射時自然無法跟蹤目標，只能直線飛行。後來，他在測試他主持的迎海-2導彈時，建議將發射架鋸掉1.2米。有人不相信解決問題這麽簡單；結果成功了，連打幾槍都成功了。梁壽說，我們有些技術人員還是按照模仿的方法，照著劇本做設計，由於經驗不足，自然走了彎路。人們都說總設計師梁壽是壹個相信自己實力的人。
梁壽最自豪也是最辛苦的任務，就是成功研制出壹枚超低空超音速海防導彈。在1961，壹些技術先進的國家，如美國，放棄並停止發展這種導彈。不過，梁壽敦促有關部門將其納入中國的發展計劃。他認為這種導彈不僅技術先進，而且非常適合國防戰略的需要，這是壹個值得追求的目標。但也有人認為他不自量力，連美國都放棄了。像我們這樣技術落後的國家能發展成功嗎？梁壽堅持青山不放松，不達目的不罷休，歷盡艱辛坎坷，忍受巨大的壓力和困難，甚至發展幾次面臨被掐斷的危險。
項目剛立項時，壹封提議立即取消研制項目的信，擺在了七機部部長面前。部長很尷尬。壹方面，他覺得梁守穆不僅有勇攀科技高峰的精神，也有足夠的技術能力。另壹方面，我覺得反對者的意見也不無道理。他讓秘書把這封信抄給梁壽，希望他能回答信中提出的問題。梁壽看完信後認為，技術問題只有通過討論和思考，與不同意見爭論，才能得到更好的改進和解決。而且他認為，如果外國人還沒造出東西，中國人也不壹定能造出來，不能有貶低自己的想法；在現有技術的基礎上，中國完全可以在某些技術領域超越外國人。於是他給錢學森寫信，用嚴密的邏輯、雄辯的論據、令人信服的數據陳述自己的想法。錢學森認為梁壽的觀點很有道理，欣然支持他的想法，贊同他的意見。梁壽的想法得到了批準。
但很快，十年“文革”浩劫讓他的科研項目擱置，梁壽和他的技術方案被“打倒”。後來，梁壽在周恩來總理為戒嚴而列出的壹批航天科學家名單中受到特別保護，回到研究室，避開動亂的幹擾，頂住各種壓力，繼續試驗他的方案並取得突破。
文革結束後，梁壽以為自己負責的導彈項目會加快研制進程。但沒想到相關部門取消了這個項目。得知這些信息後，梁壽想起了國防科工局長張愛萍將軍說過的話:“要挑出適合我國地形、氣候、經濟條件的東西，別人沒有的。為什麽我們不能擁有它們？效仿並長期做留聲機，不是中國人的野心。”他受此鼓舞，認為只有張愛萍才能挽救他主持的這個項目。於是他給時任副總理兼國防部長的張愛萍將軍寫了壹封信，詳細說明了這個項目對國防的意義，特別是這個科研取得了突破性進展，現在取消等於放棄了以前的壹切成果，不利於國防建設和航天科技的發展。張愛萍很欣賞梁守甲的愛國熱情和知識分子的才華，他也很清楚這種在技術上有把握時絕不放棄的可貴品質。但為了慎重起見，張愛萍當面問梁壽:“妳認為理論上可以嗎？”梁壽肯定地回答:“是的，理論上可行，所以我相信我的計劃能成功，所以我堅持。”張愛萍聽了梁守甲的回答，滿意地點點頭，鼓勵他:“那就大膽去做。為什麽我們做不到美國人認為做不到的事情？”因此，梁壽的計劃被列入國家發展計劃。
梁壽為這枚超低空超音速導彈努力了27年，終於成功了。這種導彈模型在世博會上亮相後引起了轟動，被新聞界稱為“最令人驚訝的導彈”。
梁壽說:“作為壹名航天科技工作者，我最大的願望就是能夠為我的工作做出貢獻。不管妳是什麽家庭，關鍵是妳為國家做了什麽，如何做好自己的事，如何靠自己的努力讓國家富強。我們的成就不是以引進為目的，而是在引進的基礎上，把先進的技術和自己的東西結合起來，走自己的路。”他就是這樣充滿信心，不畏挑戰，勇於創新，堅信自己的力量，盡自己最大的努力為中國航天的騰飛而奮鬥。