1966年，“运动”爆发后，时任国务院副总理、中央军委副主席的聂荣臻也不可避免地受到了冲击。
聂荣臻
当时聂荣臻主要分管国防科学技术工作，为领导和组织我国原子弹、氢弹等多项尖端科学的研究而呕心沥血、积劳成疾。但在1966年底，哈尔滨军事工程学院的一部分学生却冲进了国防部，进入国防科委办公大楼，很显然，他们的目标是冲着聂荣臻来的。
周恩来得知这一情况后，马上亲自来找学生代表谈话，对他们说：“国防科委、国家科委在聂荣臻元帅的领导下，成绩是主要的，原子弹、导弹都上了天。怀疑一切是不科学的，不是毛泽东思想，不是实事求是。”
在周恩来的劝说下，学生们这才收敛了一些，逐步撤出了国防部大院。
面对越来越复杂的形势，聂荣臻与几位老帅一起，互相支持，互相慰藉，与林彪、江青等人勇敢地斗争。1967年2月中旬，在中南海怀仁堂召开的中央碰头会上，聂荣臻、叶剑英等老同志对江青提出了严厉的批评，聂荣臻说：
你们把干部子弟和许多青少年说成是“联动成员”，纵容另一些不明真相的青年人批斗他们，这种“不教而诛”的做法是极其错误的！你们不能为了要打倒老子，就揪斗孩子，株连家属。残酷迫害老干部，搞落井下石，就是不安好心！
聂荣臻（左一）
正是因为聂荣臻仗义执言，此后他的日子越来越不好过，江青一伙人总想找他的别扭，甚至不让他在当年的“五一”和“八一”节出席庆典，后来在周恩来的坚持下，聂荣臻等老同志才上了天安门，出席了招待会。
在如此艰难的环境下，聂荣臻坚持忍辱负重，尽一切可能为党和人民多做工作。1969年，苏军两次入侵我国珍宝岛地区后，聂荣臻和几位老帅共同研究，写了一份题为《从世界森林看一棵珍宝树》的报告上报给毛泽东，就作战等重大问题提出了具体建议。后来聂荣臻又和几位老帅一起深入研究国际形势，向中央提出了缓和中美关系这一具有战略意义的建议，并被中央采纳。
1969年10月18日，林彪借口中苏边界关系紧张，以加强战备，防止敌人突然袭击为名，发布紧急指示，让聂荣臻“疏散”到了郑州。林彪为了整聂荣臻，还要求郑州方面进行接待时秉承“不冷不热，偏重于冷”的原则。
聂荣臻（左一）和朱德、叶剑英
聂荣臻到郑州后，患上了严重的皮肤病，全身奇痒，坐卧不宁，当时他已经是70岁的老人了，他在无奈之下只好向周恩来求助。周恩来收到消息后，马上安排聂荣臻回北京治病。
第二年的“五一”节，毛泽东接见了聂荣臻，他关心地问：“荣臻同志，身体还好吧！”
聂荣臻回答说：“感谢主席关心，不过我患上了皮肤病，顽固呀！”
毛泽东听后说：“荣臻同志，那就不要回去了，就在北京吧，北京好治病。”
就这样，毛泽东的一句话粉碎了林彪的阴谋，救了聂荣臻一命。
毛泽东和叶剑英
1976年初，毛泽东的身体越来越差，“四人帮”也加速了篡权的步伐。聂荣臻对此深感忧虑，他专门来到叶剑英在北京西山的住处，两人进行了一次密谈。为了防止窃听，叶剑英专门在谈话时打开了收音机，拧开了水龙头。
聂荣臻首先说：“这几个东西闹腾得厉害，一定得设解决。”
叶剑英马上接过话：“是的，主席还在，他多次说过要解决，要耐心等待。”
聂荣臻又说：“我们个人的事小，最要紧的是军队！军权无论如何不能落在他们手中！”
聂荣臻（中）和叶剑英、陈云
经过这次谈话，聂荣臻和叶剑英一致认为，必须尽快解决“四人帮”的问题，否则党几十年来流血牺牲取得的革命成果将会丧失。
毛泽东去世后，华国锋、叶剑英等人与“四人帮”的斗争更是日趋白热化。9月21日，聂荣臻托杨成武给叶剑英带话，他是这么对杨成武说的：
要防止他们先下手，这伙坏人什么坏事都干得出来，要有所警惕。如果他们先下手，把小平同志暗害了，把叶帅软禁了，那就不得了，中国革命就会倒退几十年。现在，我们党又一次面临生死存亡的紧急关头，请叶帅快拿主意，早下决心，他得挺身而出啊！
后来叶剑英在听了杨成武的汇报后，激动地说：“你回去报告聂老总，请他放心，他的想法跟我考虑的一样。你要告诉聂总，也要注意安全。”
不久以后，华国锋、叶剑英等人抓住时机，果断出手，一举粉碎了“四人帮”。已经年近八旬的聂荣臻得知这一喜讯后，激动不已，老泪纵横……
晚年的叶剑英
1977年8月，聂荣臻再次出任中央军委副主席，重新投身到军队革命化、现代化建设之中。
