งานที่สำคัญที่สุดของสำนักออกแบบในทศวรรษที่ 1950 คือการสร้างR-7 (SS-6) ซึ่งเป็นเครื่องแรกของโลกขีปนาวุธข้ามทวีปซึ่งเปิดตัวสำเร็จในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2500 สองเดือนต่อมา ในวันที่ 4 ตุลาคม R-7 ที่ได้รับการดัดแปลงได้วาง ดาวเทียม ประดิษฐ์ดวงแรกสปุตนิกเข้าสู่ วงโคจร โลกเปิดศักราชอวกาศ Korolyov เป็นกำลังหลักที่อยู่เบื้องหลังการยิง โดยได้โน้มน้าวผู้นำโซเวียตที่ไม่เต็มใจให้ทุนในความพยายามนี้ ในทศวรรษต่อมาสำนัก ออกแบบของเขา มีหน้าที่รับผิดชอบในการก่อตั้งผู้บังคับบัญชาของสหภาพโซเวียตที่เป็นผู้นำในการแข่งขันอวกาศกับสหรัฐอเมริกา ความสำเร็จรวมถึงการเปิดตัวยานสำรวจลำแรกLuna 2 และ 3 เพื่อไปถึงดวงจันทร์ในปี 1959 ยาน อวกาศ วอสตอคที่นำมนุษย์คนแรก— ยูริ เอ. กาการิน —ขึ้นสู่อวกาศในปี 2504 และผู้หญิงคนแรก— วาเลนตินา เทเรชโควา —ขึ้นสู่อวกาศในปี 2506; ยาน อวกาศ Voskhodซึ่งVladimir M. Komarov , Konstantin P. FeoktistovและBoris B. Yegorovทำการบินในอวกาศแบบหลายคนครั้งแรกในปี 1964 และจากนั้นAleksey A. Leonovได้เดินในอวกาศครั้งแรกในปี 1965 และยานอวกาศลำแรก - Venera 3 - ส่งผลกระทบต่อดาวเคราะห์ดวงอื่น (Venus) ในปี 2508