1965年2月3至4日，中央专委第十次会议确定，由国防部五院(已组建成为第七机械工业部)对中远程导弹组织论证，并提交报告。为此，一分院(已改称七机部第一研究院)发动群众对地地导弹发展途径开展大讨论。这次大讨论从2月18日开始，到3月7日结束，历时18天。周恩来总理还委派国防工办副主任赵尔陆参加讨论会。这个讨论会听取了各方面意见，不但提出了未来若干年的发展规划，而且还就一些导弹型号的技术途径进行了论证。当时，各方面都认为应当研制一个中远程的试验火箭，但是否单独作为一个型号，尚有争议。在对这个火箭的技术途径上，提出了控制系统采用位置捷联制导方案，惯性仪表采用气浮技术，计算装置用数字式方案，姿态系统用速率陀螺、燃气舵，采用自动化测试方案等。
1965年3月8-9日，七机部一院党委常委会确定，中远程导弹作为一个独立型号列入研制规划。理由是：第一，在技术上可以为洲际导弹突破两级火箭的技术;第二，在军事使用上可以覆盖中程导弹和洲际导弹之间的区域，它还可以稍加改进用于发射人造卫星;第三，在时间上可以比洲际导弹快两年时间。
1965年3月11日，一院党委上报了《地地导弹发展规划》(即“八年四弹”规划)，其中规定东风四号中远程导弹采用两级布局，用东风三号中程导弹作为第一级，二级用单管发动机加高空喷管。技术关键是：两级火箭的级间分离，第二级火箭发动机的高空点火，提高陀螺仪和陀螺加速度表的精度，同时提出了东风四号的射程、精度等战术技术指标。“八年四弹”规划对1965-1972年间战略导弹的发展规划进行了系统的研究和规划，从两弹结合到中远程导弹，最后到洲际导弹，都做了明确的规定。该规划既考虑了国防建设的需要，又考虑了中国火箭和航天技术的长远发展;既考虑了技术上的可行性，又考虑了经济的承受能力，是一个科学、可行的计划。
1965年3月20日，中央专委第十一次会议原则批准了这个规划，要求中远程导弹于1969年开始飞行试验，1971年定型。1965年5月，中央专委批准了中远程地地导弹的研制任务。七机部确定由任新民主持这项研制工作，从此，东风四号作为一个独立的导弹型号正式开始研制。
1965年4月27日，为研制东风四号中远程导弹，一院提出两级火箭分离技术、弹头防热技术、第二级发动机、发动机高空点火、高精度惯性器件、自动化测试、数字装置、大型试验设备等作为重点研究项目。该院总体设计部在当月就发动机的性能指标提出了要求，液体火箭发动机研究所据此开展了图纸设计，尔后陆续下发图纸开始试制。在总体方面，一院党委在6月中旬决定，立即组织中远程导弹研制队伍，下半年要完成方案设计。同时，还提出了型号的研制进度。
1965年7月15日，东风四号主任设计师第一次会议在第一研究院召开。会议讨论了导弹的研制途径，提出研制工作分两步走：第一步，充分利用东风三号中程导弹的技术成果，争取1967年二季度飞行试验，对精度不做更高的要求，目的在于解决两级火箭的关键技术;第二步是提高精度和解决与地面设备的配套问题。7月28日该院办公会通过了此项建设。到当年底，东风四号研制工作进展情况良好。已确定方案的有两级分离、二级弹体结构、二级执行机构、制导系统、稳定系统、地面测试设备、高空发动机输送系统、一级燃气舵等。待定方案有瞄淮、推力调节、头部分离、发射方式等。
