早在20世纪70年代初期，巨型计算机在国外初露锋芒时，就吸引了慈云桂的注意力。1972年夏天，他应邀参加国防科委专门讨论研制亿次巨型机的会议，并接受委托起草向中央申请尽快开展亿次机研制的报告。从此，他开始了研制每秒上亿次的巨型计算机的技术准备。

　　1975年，邓小平同志主持中央工作期间，慈云桂带领有关科技人员走遍大江南北，围绕巨型机问题进行了广泛的调研。粉碎“四人帮”后，巨型机又提到了议事日程。1978年3月，邓小平同志亲自决断，把研制巨型机的任务交给国防科委，张爱萍主任立下了“军令状”，把这项艰巨任务交给了慈云桂和他所在的学校。

　　1978年5月，以长沙工学院(一个月后改建为国防科技大学)计算机研究所为主，有全国20多个单位参与协作的亿次巨型机大会战正式拉开帷幕，担任工程技术总指挥和总设计师的慈云桂在总体方案论证会上发出誓言：“现在我刚好60岁，就是豁出这条老命，也一定要把我国的巨型机搞出来。”自此，他带领科研人员日夜奋战，开始了中国计算机史上最为壮观的战役，也翻开了他人生中最绚丽的一章。

　　像银河这样特别大的项目，显然是大协作的结果。慈云桂是总指挥和总设计师，在他上面有国防科工委张震寰副主任、李庄、李勇、唐遇合等同志在国防科大坐阵指导；在他的下面则有周兴铭院士、陈火旺院士、卢锡城院士以及陈福接、王振青、张德芳、杨晓东、孟庆余、谈正信、吴明霞、陈立杰、李晓梅、吴泉源、李思昆等等得力干将参加。

　　为了确保亿次机各项技术指标的全面实现，在慈云桂的主持下，从元器件的选取、体系结构的确立、部件的设计、工艺的实施到软件的开发，他们都经过充分的论证与反复的实验，作出了一系列符合中国国情的决断，并先后攻克了100多道技术难关。

　　为积极跟踪国际最新水平，他们不惜抛弃了辛苦好几个月才完成的工作成果，重新设计了更为先进的总体方案；为弥补机器主频的不足，他们创造性地提出了双向量阵列的全流水化体系结构；为提高存储器实际存取速度，在增加存储通道的同时，提出了使访问冲突大为减少的主存素数模方案；他们还选用高速动态MOS集成器件做主存，使亿次机容量远远大于当时国外主流巨型机的容量(国外两年后才使用MOS做主存)；为避开液冷技术的困难，他们改用风冷，并设计了锲形柱状管道结构，进行等压短风道送风；在印制底板的组装中，他们采用先进的绕接技术；为使软件系统充分发挥巨型机硬件的性能，他们提出了与国外主流巨型机软件兼容的指导思想，开创了并行操作系统、向量化编译、多级诊断和并行算法等研究，进而在我国首先采用软件工程方法，研制了多种软件工具，完成了近200万行结构化的程序设计任务。其中在理论上、技术上和工艺上达到国际水平者就有十来项。

　　为了保证亿次机的稳定性和可靠性，慈云桂带领研制人员继续发扬他们的老传统：坚持三严作风，层层把好质量关。全机底板2.5万条绕接线，12万个绕接点，每个都检查8遍以上；全机800多块多层印刷板，每块板上平均有5000个金属化孔，全部都进行了孔壁检查、孔导通测试和绝缘测试。他们创造了200多万个焊点无一虚焊的奇迹。

　　1983年12月7日，银河-Ⅰ型计算机鉴定大会在长沙举行，会议由国防科工委李庄秘书长主持。在主席台上就座的有方毅副总理、王首道、何长工、邓稼先、郭平欣等领导人和科学家。在会上最难忘的是何长工的发言。他说：“我1930年就是红军军长，带兵打长沙。当时红军的军歌是这样唱的……”随即他唱起了当时红军的军歌。何长工唱完了1930年的红军军歌，情绪更加振奋。他提高了声调说：“1930年的红军打长沙是壮举，50年后，你们在长沙研制成功银河-Ⅰ巨型计算机是更成功的壮举！”

　　由张爱萍将军命名的“银河”亿次计算机系统在长沙国防科技大学顺利通过国家鉴定，主机平均无故障时间长达441小时，远远超过鉴定大纲的要求，达到了国际先进水平。银河亿次机的研制成功，打破了西方大国在超高性能计算机上对我国的封锁，使我国跻身于世界巨型机的研制行列，标志着我国计算机技术已经发展到了一个新阶段。

　　聂荣臻元帅写来了热情洋溢的贺信，张爱萍将军寄来了贺词，国务委员、国家科委主任方毅到会热烈祝贺。慈云桂抑制不住幸福的泪水，回顾往事，感慨万千，挥笔抒怀七绝《银河颂》：

　　银河疑是九天来，

　　妙算神机费剪裁。

　　跃马横刀多壮士，

　　披星戴月育雄才。

　　1984年，银河亿次机荣获中央军委科技成果特等奖，被选为向国庆35周年献礼的全国十大科技成果之一，国防科技大学计算机研究所因而荣立集体一等功，并被誉为“国防战线上一支勇于进取、能打硬仗的先进集体”。慈云桂受到军委授予的个人二等功奖励。