上個世紀六十年代，我國周邊國際局勢異常嚴峻，1958年中蘇關係決裂，兩國在邊境地區一度劍拔弩張，1962年中印兩國在邊境爆發戰爭，1964年8月，美國海軍馬克多斯號驅逐艦在北部灣與越南海軍發生激烈的海戰，戰火曾一度燒到我國一側，當時美、蘇都曾揚言要對我國西北的核基地進行打擊，為此在1964年的經濟會議上，毛主席提出了三線建設，調整工業布局，將西部、北部、東南沿海劃為一線地區，中部為二線地區，西南、豫西、湘西、鄂西等13個省市和地區為三線。
當時我國重點工業80%分布在東南沿海和東北地區，如果發生戰爭一線地區的戰略工廠將受到重點打擊，因此三線建設時期將一線地區的戰略工廠向大後方三線地區轉移，同時在三線地區新增1000多個建設項目，重慶作為三線建設的核心區域，區域內的建設項目100多個，除了常規武器的生產外，還有一個絕密中的絕密816核工程。
1964年10月16日，我國第一顆原子彈試爆成功，這深深刺痛了美國和蘇聯等國，兩國也曾揚言要對我國西北羅布泊、甘肅404工廠進行打擊，為了擺脫敵人的威脅，1966年9月我國決定在西南地區的大後方建立一個洞體內核工廠，作為404廠的後備核工廠，經過研究、討論，最終選址於重慶涪陵白濤鎮金子山，這裡依武陵山，傍烏江水，武陵山成為天然的庇護所，而烏江充沛的水資源是核生產的必需品。按照設計，816的核反應堆為石磨水冷反應堆，為生產核燃料和發電兩用工程。
1967年2月，816工程破土動工，由於是絕密工程，對外稱為國營建新化工機械廠，通訊地址為重慶4513信箱。工程兵第54師下屬的101團、103團、123團進入到白濤鎮金子山，開始時工程進度並不順利，正式動工是在1969年4月，1970年109團、125團加入到816的坑道施工作業中，經過8年的日夜奮戰，54師官兵在十分艱苦的條件下於1975年完成了816工程的坑道施工作業，他們共計完成土石方量151萬立方米，工程量之大令人驚嘆，54師創造了人間奇蹟，他們住在簡陋的工棚中，吃的是粗茶淡飯，高強度的體力勞動他們也無怨無悔，在816洞體施工過程中，有100多名戰士犧牲，距離洞口約三公里的地方，有個山坡叫一碗水，烈士陵園就建在那裡。
816工程核反應堆大廳是將金子山整體掏空，洞體進深400米，高度達到79.6米，分為9層，共有大型洞室18個，還有導洞、隧道、支洞、通道等130條，所有洞體的軸向線疊加總長24公里，在山體周圍還分布著19個山洞，有人員出入口、汽車通行洞口、排風口、排水口等，總建築面積達10.4萬平方米，816頂部覆蓋層平均150-200米，可以抵禦100萬噸TNT當量氫彈的空中爆炸衝擊，也可以抵抗8級地震的破壞，反應堆分為主廠房、核反應大廳、反應大鍋、中央控制室。
主廠房是816最大的洞室，建築面積1.3萬平方米，側牆跨度25.2米，拱頂跨度31.2米，高度69米，相當於23層樓的高度，主廠房還建有一個250米高的通風口，這個通風口地下部分約100米，地面部分150米左右，高高的聳立在金子山的半山腰，外表和普通煙囪一樣，當初也是為了起到偽裝的效果。
核反應堆反應大廳位於八層，高度近30米，工型鋼支架繞成一個正方形，支架下有一個密密麻麻的工藝管道，旁邊就是防輻射溝，鋪滿了重晶石沙。大廳的頂部經過特殊處理，布滿了圓形孔洞。
反應堆大鍋在核反應堆大廳的底部，位於三層，直徑20米，深5米，周圍分布很多泵，有生產泵、溫度控制泵、安全泵等。
中央控制室位於9層，裡面安裝有很多電子產品，其中巨型計算機高2米，占地150平方米，這台計算機是1978年6月30日生產的。
除了坑道作業外，核能工業部派出三個建築公司負責廠房、生活區、橋樑、公路的修建，涪陵區也有1萬多名民工參與816配套設施的建設，加上來自全國各個援建單位的1萬多人，高峰建設期有6萬餘人加入到816工程的建設。參與建設的人員眾多，為了保密，所有參建人員需要經過嚴格的政治審查，整個廠區由一個團的兵力負責安全警衛工作。
八十年代，隨著中美、中蘇關係的緩解，三線建設工程於1980年陸續結束，1984年2月，816工程也終止，此時已經完成總建築工程的85%，60%的設備已經安裝完畢。
90年代，816工程中的一小部分洞體被建峰化工廠作為物資倉庫，一直到2002年4月8日，816工程對外解密，這個隱藏在深山中的巨大洞體工程才被大家所獲悉，它成為世界第一大人工開鑿的洞體，也是我國唯一一個解密的核反應堆，2010年816洞體的部分區域成為旅遊項目，816工程之大令人驚嘆，老一代三線人的奮鬥史同樣不朽，他們用滿腔的愛國熱情投身到祖國的三線建設，用自己的青春換來了山河無恙。
人民日報曾經這樣評價：816既是一個歷史名詞，也是一種民族精神、一段共和國記憶，更是幾代人的青春。這個歷史名詞叫做「三線建設」，這種民族精神叫做「無私奉獻」，這段共和國記憶叫做「備戰備荒」，而幾代人的青春記憶匯成一句話就是「當祖國需要的時候！」