现代京剧《横空出世》于2015年下半年启动,剧院先后组织该剧主创深入相关单位、采访科研人员,通过采风调研、体验生活、组织座谈会、军训等形式,积累了大量的创作素材。2015年9月,剧组相关创作人员赴酒泉卫星发射中心搜集资料和素材,为创作展示祖国航天伟绩、弘扬航天精神的优秀作品打下坚实的基础。同年11月,主创人员再次赴新疆巴音郭楞蒙古自治州“马兰基地”采风,参观核实验基地历史展览馆,跟随部队探寻戈壁滩上的辛格尔哨所,体悟“艰苦奋斗、无私奉献”的“马兰”精神,随后赴西安采访相关基地工作人员,为创作人员提供了丰富的创作养分与源源不断的灵感。剧本在深入学习、研究史料、听取院内外专家意见的基础上,不断打磨加工并进行了二十余次的修改和完善。在历时三年的创作过程中,国家京剧院主创人员多次前往酒泉卫星发射中心采风,编剧李美妮曾前往北京中关村的中国科学院职工宿舍拜访了“两弹一星”元勋郭永怀的夫人李佩,走访历史的当事人,找寻真实历史片段。