இந்திய இராணுவத்துக்காக ஒரு சிறிய ஹெலிகாப்டரை வடிவமைத்துக் கொடுத்து பணித்துறையை தொடங்கினார். இருப்பினும் அவர் பாதுகாப்பு ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு அமைப்பில் சேர்ந்தது குறித்து ஒரு வித அதிருப்தியுடன் இருந்தார். பிரபல விண்வெளி விஞ்ஞானி விக்ரம் சாராபாயின் கீழ் இயங்கி வந்த ஒரு குழுவின் (INCOSPAR) அங்கமாகவும் கலாம் இருந்தார். 1969 ஆம் ஆண்டில் , கலாம் இந்திய விண்வெளி ஆராய்ச்சி நிறுவனத்திற்கு மாற்றப்பட்டு அங்கு இந்தியாவின் முதல் உள்நாட்டு செயற்கைக்கோள் பாய்ச்சுதல் வாகனம் (launcher) (எஸ். எல். வி-III) திட்டத்தின் இயக்குனர் ஆனார். (எஸ். எல். வி-III) பாய்ச்சுதல் வாகனம் ரோகினி செயற்கைக்கோளை புவிச்சுற்றின் அருகே வெற்றிகரமாக 1980 ல் ஏவியது. கலாமின் வாழ்வில் இந்திய விண்வெளி ஆராய்ச்சி நிறுவனத்தில் சேர்ந்ததில் மிகப்பெரிய சாதனையாகக் கருதப்பட்டது. கலாம் அவர்கள் எஸ். எல். வி திட்டத்தில் வேலை செய்ய ஆரம்பித்தப் பிறகுதான் தன்னையே கண்டுபிடித்ததாகக் கூறப்படுகிறது. கலாம் 1965 ல் பாதுகாப்பு ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு அமைப்பில் விரிவுப்படுத்தக்கூடிய வின்கலத்திட்டத்தில் தனித்துப் பணியாற்றினார். 1969 இல், கலாம் அரசாங்கத்தின் அனுமதிப் பெற்று மேலும் பல பொறியாளர்களை அந்தத் திட்டத்தில் சேர்த்துக் கொண்டார். கலாம் ஐ.ஐ. டி குவஹாத்தி பொறியியல் மாணவர்களிடம் உரையாற்றுகிறார். 1963–64 இல், அவர் நாசாவின் ஹாம்ப்டன் வர்ஜீனியாவில் லாங்க்லியின் ஆராய்ச்சி மையம், கிரீன்பெல்டில் உள்ள கோடார்ட் விண்வெளி மையம், மேரிலாண்ட் மற்றும் விர்ஜினியா கிழக்கு கடற்கரையில் அமைந்துள்ள வால்லோப்ஸ் விமான வசதி ஆகிய இடங்களுக்கு சென்று வந்தார். 1970 லிருந்து 1990 வரை உள்ள இடைப்பட்ட காலத்தில் கலாம் போலார் எஸ். எல். வி மற்றும் எஸ். எல். வி-III திட்டங்களுக்காக முயற்சி மேற்கொண்டார். இரண்டு திட்டங்களும் வெற்றிகரமாக முடிந்தன. கலாம் அணு ஆயுத வடிவமைப்பு, வளர்ச்சி, மற்றும் சோதனைத் தள முன்னேற்பாடு ஆகியவற்றில் பங்கேற்காதபோதிலும், தேசத்தின் முதல் அணு ஆயுத சோதனையான புன்னகைக்கும் புத்தன் திட்டத்தைக் காண்பதற்காக ராஜா ராமண்ணாவால் முனைய எறிகணை ஆய்வகத்தின் (TBRL) பிரதிநிதியாக அழைக்கப்பட்டார். 1970 இல், எஸ். எல். வி ராக்கெட்டைப் பயன்படுத்தி ரோகினி - 1 விண்வெளியில் ஏவப்பட்டது இஸ்ரோவின் சாதனை ஆகும். 1970 களில், கலாம் வெற்றிகரமான எஸ். எல். வி திட்டத்தின் தொழில்நுட்பத்திலிருந்து எறிகணைத் (ballistic) தயாரிப்புக்காக டெவில் செயல் திட்டம் (Project Devil) மற்றும் வாலியன்ட் செயல் திட்டம் (Project Valiant) என்ற இரு திட்டங்களை இயக்கினார். மத்திய அமைச்சரவை மறுத்தபோதிலும் பிரதமர் இந்திரா காந்தி தனது தன்னதிகாரம் மூலம் கலாமின் கீழ் இயக்க உள்ள விண்வெளி திட்டங்களுக்கு ரகசிய நிதி ஒதுக்கினார். கலாம் மத்திய அமைச்சரவை இந்த விண்வெளி திட்டங்களின் உண்மையான தன்மையை மறைப்பதற்கு ஏற்கும்படி செய்வதில் முக்கியப்பங்கு வகித்தார். அவரது ஆராய்ச்சி மற்றும் கல்வி தலைமையால் அவருக்குக் கிடைத்த பெரும் வெற்றி மற்றும் கௌரவத்தால், 1980 களில், அவரை அரசாங்கம் தனது இயக்கத்தின் கீழ் ஒரு கூடுதல் ஏவுகணை திட்டத்தைத் துவக்க தூண்டியது. கலாம் மற்றும் டாக்டர் வி,எஸ் அருணாச்சலம், உலோகவியல் மற்றும் பாதுகாப்பு அமைச்சரின் அறிவியல் ஆலோசகரும் அப்பொழுது பாதுகாப்பு அமைச்சராக இருந்த ஆர். வெங்கட்ராமனின் யோசனையைப் பின்பற்றி ஒரே சமயத்தில் பல ஏவுகணைகளின் தயாரிப்பில் ஈடுபட்டார்கள். ஆர் வெங்கட்ராமன் ஒருங்கிணைந்த ஏவுகணை மேம்பாட்டு திட்டப் (IGMDP) பணிக்காக 388 கோடி ரூபாய் ஒதுக்கீடு செய்ய மத்திய அமைச்சரவையின் ஒப்புதல் பெறுவதற்கும், கலாமை தலைமை நிர்வாகியாக்கவும் காரணமாக இருந்தார். அக்னி இடைநிலை தூர ஏவுகணை , ப்ரித்வி தந்திரோபாய கண்டம் விட்டு கண்டம் பாயும் ஏவுகணை மற்றும் பல ஏவுகணைகளை உருவாக்குவதில் ஏற்படும் தவறான நிர்வாகம், அதிக செலவு மற்றும் கால விரயம் பற்றி குறையாக விமர்சிக்கப்பட்டாலும் கலாம் இந்தத் திட்டத்தில் முக்கிய பங்கு வகித்தார். ஜூலை 1992 முதல் டிசம்பர் 1999 வரை அவர் பிரதமரின் தலைமை அறிவியல் ஆலோசகராகவும் பாதுகாப்பு ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு அமைப்பின் செயலாளராகவும் இருந்தார். அவர் இந்த சமயத்தில் நடந்த பொக்ரான்- II அணு ஆயுத சோதனையில் தீவிர அரசியல் மற்றும் தொழில்நுட்பப் பங்களித்தார். சோதனை கட்டத்தில் கலாம், ஆர் சிதம்பரத்துடன் சேர்ந்து தலைமை திட்ட ஒருங்கிணைப்பாளராக பணியாற்றினார். ஊடகங்கள் எடுத்த புகைப்படங்கள் கலாமை நாட்டின் உயர்மட்ட அணு விஞ்ஞானியாக உயர்த்திக்காட்டியது. 1998 இல் கலாம் இதயம் சார்ந்த மருத்துவரான டாக்டர் சோம ராஜுவுடன் சேர்ந்து ஒரு குறைந்த செலவு கரோனரி ஸ்டென்ட் உருவாக்கினார். இது அவர்களை கெளரவப்படுத்தும் வகையில் "கலாம், ராஜூ ஸ்டென்ட்" என பெயரிடப்பட்டது. 2012 இல் கிராமப்புறங்களில் உள்ள சுகாதார வழிமுறைக்காக இவர்கள் வடிவமைத்த டேப்லெட் கணினி "கலாம், ராஜூ டேப்லெட்" என்று பெயரிடப்பட்டது.
