從1985年起，黨和政府開始改革科技體制，充分引入市場和競爭機制，促進科技事業的進壹步發展。《中***中央關於科學技術體制改革的決定》《國務院關於進壹步推進科技體制改革的若幹決定》《國務院關於深化科技體制改革若幹問題的決定》等文件的出臺，分別從不同角度改革科技體制，確立了科研活動的市場導向、經濟導向。1988年的全國科學大會上，鄧小平提出了“科學技術是第壹生產力”的論斷，再次強調了科學技術與經濟發展之間的緊密聯系。在這樣的背景下，壹系列扶持科技事業發展的政策得以實施，如1985年的“星火計劃”、1986年的“863計劃”、1988年的“火炬計劃”、1991年的“攀登計劃”等。
從1993年起，黨和政府開始對具有較強科研能力和相應學科基礎的高等院校、重要科研機構以及高新企業進行政策性扶持。1993年實施“211工程”，1999年又正式啟動了“985工程”。此外，1996年實施了“技術創新計劃”，扶持高新企業。1998年，開始在中科院試點“知識創新工程”。
1995年，黨中央、國務院發布了《關於加速科學技術進步的決定》，提出實施科教興國戰略，對科技體制改革和科技政策進行了頂層設計，這標誌著我國對科技、科研的發展和扶持上升為國家戰略。
從改革開放到新世紀初，伴隨著國家對科技事業的調整、改革和扶持，我國的科技事業也取得了重大成果。1983年11月，國防科技大學計算機研究所完成了對“銀河—1號”的研制，它是我國第壹臺每秒鐘運算壹億次以上的巨型計算機。1984年，北京正負電子對撞機開始興建。1985年，秦山核電站正式動工，壹期工程於1991年建成並投入運行，這是我國自行設計並建造的第壹座30萬千瓦壓水堆核電站。由此，中國成為繼美國、英國、法國、俄羅斯、加拿大、瑞典之後世界上第七個能夠自行設計並建造核電站的國家。1994年，三峽水電站正式動工，2003年開始蓄水發電，是世界上規模最大的水電站。此外，在生命科學領域，我國還於1999年參與了人類基因組計劃，並承擔了其中1%的任務。
進入21世紀，黨和政府對科技事業更加關註，也更加重視，並相繼出臺政策，對具有重大貢獻的科學家和科研人員給予物質和精神上的獎勵。2000年，我國開始設立國家最高科學技術獎，每年評選壹次，每次授予不超過兩名科技成就卓著、社會貢獻巨大的個人，並由國家主席親自頒發榮譽證書和500萬元獎金。截至2019年1月，累計有31位傑出科學工作者獲得該獎。
更重要的是，國家開始把自主創新擺在顯著位置。2006年，我國頒布了《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》及《中***中央國務院關於實施科技規劃綱要增強自主創新能力的決定》，明確了“自主創新”的指導方針，強調科技發展中的自主創新意識和能力，努力建設創新型國家，並提出了到2020年我國科技發展要實現的八大目標。在自主創新的背景下，國家把制造業領域的創新放在優先位置。2015年3月的《政府工作報告》中提出了“中國制造2025”的宏大計劃。同年5月，國務院正式印發了《中國制造2025》，“大國重器”成為我國科技事業發展的新目標，新動力。
新世紀以來，我國的航空航天及天文學領域逐步發展，已經躋身世界前列。2003年，“神舟”五號載人飛船成功發射，我國成為繼美國和俄羅斯後世界第三個能夠獨立開展載人航天任務的國家；繼人造地球衛星、載人航天工程之後，中國航天活動將探月工程列為第三個裏程碑。2007年10月，中國自主研制的首顆繞月探測衛星“嫦娥壹號”發射升空，並圓滿完成繞月探測相關科研任務，使中國躍為當今世界少數的具備深空探測能力的國家。2011年，我國第壹個目標飛行器和空間實驗室“天宮壹號”發射成功。同年，“天宮壹號”與“神舟八號”飛船成功完成中國首次空間飛行器自動交會對接任務。次年，“天宮壹號”與“神舟九號”飛船成功進行中國首次載人交會對接，此舉為中國未來建立空間站計劃打下堅實基礎。2016年，“墨子號”量子科學實驗衛星成功發射，同年由南仁東提出並研發完成的“500米口徑球面射電望遠鏡”正式落成啟用，被譽為“中國天眼”。2017年，我國第壹顆X射線天文衛星“慧眼”發射成功；我國自行研制、運行的“北鬥衛星導航系統”被譽為四大全球衛星導航系統之壹，在科研、國防、國際合作、民生領域發揮著舉足輕重作用。至2018年底，“北鬥衛星導航系統”已基本完成系統建設，全球組網邁出堅定壹步。2019年1月，“嫦娥四號”探測器世界上第壹次成功著陸月球背面，通過“鵲橋”中繼星傳回了世界上首張月背影像圖，揭開了人類月球探測新篇章。中國人在航空航天領域不斷銳意進取，突破並掌握壹大批具有完全自主知識產權的關鍵技術，確立了中國航天大國地位。