第一设计所是以固定、移动核心交换网络、数据业务网络、固网综合接入为主的综合规划、设计部门。作为我院历史最悠久的设计部门，在我国通信建设中率先完成了多项新技术新业务的工程设计，培养出一批通信专业的优秀人才和技术骨干。该所为国内外运营商提供PSTN网、软交换网络、移动电话网、智能网、互联网、IP承载网、网络安全、视频通信、小灵通、综合接入通信业务解决方案等工程设计服务，还可提供电信运营企业信息化方面的工程咨询及规划设计与科研工作。
在固定交换网领域，该所长期服务于北京特大城市本地电话网的建设，全方位地承担中国联通交换领域的规划、可研和设计等咨询服务。该所先后完成了中国联通长途交换网、长途软交换网、骨干信令网等工程，获得了大量工程咨询及设计奖项。
在移动通信领域，该所历年完成了北京移动G网核心交换网的组网和设计、原北京网通PHS网络建设及网络优化等一系列工程设计。在3G领域，该所先后承担了原中国网通WCDMA R4核心网规划，北京、青岛TD-SCDMA规模网络技术应用试验核心网工程，以及中国联通北京、天津、广东、浙江、安徽、广西等省市的3G网络规划及工程设计，在3G核心网领域积累了丰富的网络规划和工程咨询经验。
在数据通信领域：该所拥有大量专业技术人才，长期大量承担了中国联通IP骨干网项目，包括中国联通数据网络三年滚动规划，China169、IP承载A网、IP承载B网、CNCNET以及DCN等网络建设工程，并长期完成了北京本地IP网、基础数据网、宽带接入网、行业客户专网、党政专用通信网等工程，在数据通信领域拥有丰富的工程咨询经验，能够提供端到端的数据通信解决方案。
在数据应用平台及信息化领域，该所先后完成了IPTV、存储与容灾、信息层计费、多媒体服务平台、视频会议、电子商务、IDC运营及全网布局规划、综合网管、认证与计费、短信平台以及宽带应用和电子政务应用系统等工程，并承担了南水北调中线干线工程、南水北调东线干线工程等特大型工程，积累了较为丰富的信息化建设经验。
该所十分重视通信新技术的跟踪、研究，完成的主要科研与软课题项目有：《WCDMA R4版本核心网组网技术研究》、《WCDMA/TD-SCDMA移动软交换接口协议测试方法》、《3G移动软交换及HLR设备容灾技术解决方案》、《HOME GGSN接入方案的技术研究》、《基于WCDMA R4的网络接口带宽计算的研究》、《互联网综合治理策略》、《IP承载网技术发展策略》、《IPv4向IPv6发展与过渡策略》、《电信级城域以太网技术》、《IPTV业务及网络分析》、《IDC布局规划及容灾策略》等，并编制了工信部行业标准《互联网网络安全设计规范》、国家863科研项目《面向异地网络联动的安全事件监控示范系统》、工信部“十二五”规划预研课题《互联网网络安全研究》等。
该所目前拥有设计人员83人，包括博士3名、硕士27名，技术力量雄厚，设计经验丰富，在以上各领域具有深入的研究和丰富的设计组网经验，可为用户提供全面的技术支持与服务。
