我国水稻杂种优势利用从研究到应用于生产，经历了一个较长的发展过程，是一个庞大的系统工程。

　　研究事业始于1964年。当时还在湖南省安江农校任教的年轻教师袁隆平，首先在国内提出，通过培育水稻“三系”（雄性不育系、雄性不育保持系、雄性不育恢复系）来利用水稻杂种优势的设想。随后采用逐穗检查的办法，从栽培稻洞庭早籼、胜利籼及矮脚南特等品种中找到了一批能遗传的自然雄性不育材料，经过深入观察，他将水稻雄性不育划分为无花粉型、花粉败育型和花粉退化型3种类型。1966年在《科学通报》第4期上发表《水稻雄性不孕性》一文，受到国家科委的重视。

　　1969年，袁隆平主持的水稻雄性不育研究小组，通过广泛测交和人工合成等方法，育成具有一定保持能力的无花粉型南广粘不育材料（简称C系统）。此后，湖南、四川、广西、广东、湖北等省、区对该材料进行了大量研究，但均未找到保持系。

　　1970年袁隆平认真总结了前7年研究中的阶段性成果，提出用“远缘的野生稻与栽培稻杂交进行核置换”的新设想，以求创造核质互作不育材料。为此，他带领助手们广泛收集野生稻资源。1970年11月，他的助手李必湖在海南岛崖县南红农场技术员冯克珊的协助下，在附近的普通野生稻群落中，发现1株花粉败育株（简称“野败”），为我国杂交水稻的培育成功打开了突破口。

　　1972年3月，杂交稻被国家科委列为全国重点科研项目。随后，由中国农林科学院和湖南省农业科学院牵头，全国有19个省、市、自治区农业科学院（所）及部分大专院校组成协作组，组织全国的科研协作攻关。同年10月，中国农林科学院和湖南省农科院在长沙召开第一次全国杂交水稻科研协作会议，袁隆平代表湖南协作组作《利用野败选育水稻雄性不育系的进度》的报告，肯定了利用野败能顺利育成水稻雄性不育系。会上制定了《全国水稻不育系研究调查记载项目试行标准（初稿）》。

　　袁隆平主持的湖南协作组1971年春无偿奉献出来的珍贵“野败”材料，已经成为全国农业科学工作者的共同财富，大大加快了杂交水稻的研究进程，经过1年多的协作攻关，到1972年就已选育出了一批不育系和保持系：湖南袁隆平、周坤炉等育出了“二九南1号”、“威20”不育系和保持系；江西萍乡农科所颜龙安等育出了“珍汕97”不育系和保持系；福建的杨聚宝等育出了“威41”不育系和保持系。

　　在突破“不育系”和“保持系”的基础上，1973年广大科技人员广泛选用长江流域、华南、东南亚、非洲、美洲、欧洲等地约1000多个品种，进行测交筛选，找到了100多个具有恢复能力的品种。袁隆平、张先程等率先在东南亚品种中，找到了一批优势强、花药发达、药粉量大、恢复度在90％以上的“恢复系”。

　　1973年10月，在江苏省苏州市召开的全国水稻科研现场会，即第二次全国杂交稻科研协作会上，袁隆平代表协作组作了《利用野败选育水稻雄性不育系的进展》的报告，正式宣告中国籼型杂交水稻“三系”配套成功！紧接着攻克了组合“优势关”与制种“低产关”等一道道难题。在1975年多点示范试种普遍增产的基础上，1976年大面积推广，迅速扩大到13.87万公顷，在全国范围开始应用于生产。从1976～1980年，5年累计种植1670万公顷，增产粮食130多亿公斤，产生了巨大的经济效益和社会效益。

　　1981年5月6日《人民日报》报道：杂交水稻是我国农业方面一项重大发明，它的研究和推广均在国际上领先。同年6月6日，国家科委、国家农委在北京联合召开籼型杂交水稻特等发明奖授奖大会，授予由中国农科院和湖南省农科院主持的、全国籼型杂交水稻科研协作组袁隆平等人特等发明奖奖状、奖章和奖金10万元。《光明日报》为此发表社论，题目为《社会主义大协作的一曲凯歌》。

　　1985年，袁隆平在系统总结丰富的杂交水稻育种实践和新发现种质资源材料的基础上，提出了“杂交水稻育种的战略设想”，将杂交水稻研究划分为三个战略发展阶段：从育种方法上分为三系法、两系法和一系法三个战略发展阶段，即育种程序朝着由繁到简而效率越来越高的方向发展；从杂种优势水平的利用上分为品种间、亚种间和远缘杂种优势利用三个发展阶段，即优势利用朝着越来越强的方向发展。袁隆平院士的这一科学设想已被科研实践证明是完全正确的。每进入一个新阶段都出现一次新突破，都把水稻产量推向一个更高的水平。