4 октября 1957 года модифицированным вариантом этой ракеты был запущен первый в мире искусственный спутник Земли. Таким образом, Россия начала космическую эру.
На втором искусственном спутнике Земли, запущенном в ноябре 1957 года, русские ученые впервые в истории науки проводят биологические исследования, а также исследования космических лучей и коротковолновой радиации Солнца. Русские ученые создают новую область науки – космическую физику.
В мае 1958 года был запущен третий искусственный спутник Земли, на котором в качестве источника энергии используются солнечные батареи. Этот искусственный спутник стал первой в мире автоматической научной станцией, с помощью которой впервые проведены прямые измерения магнитного поля Земли, радиации Солнца, химического состава и давления атмосферы, плотности распределения метеорного вещества вокруг Земли.
Достижения передовой русской науки и промышленности впервые в истории человечества позволили направить человека в космос. 12 апреля 1961 года русский человек летчик-космонавт Ю. А. Гагарин на корабле-спутнике «Восток» совершил орбитальный полет вокруг Земли. Дальнейшее планомерное изучение околоземного пространства при помощи искусственных спутников, планет Солнечной системы – Луны, Марса, Венеры – при помощи автоматических спускаемых аппаратов, длительное пребывание человека в космосе на борту орбитальных научных станций – лабораторий серии «Салют», и выполнение русскими космонавтами-исследователями широкого круга работ по освоению космоса прочно закрепили за Россией первенство в области ракетной техники, доказали превосходство многих направлений русской науки.
Вслед за Гагариным суточный полет вокруг Земли совершил Г. С. Титов, трое суток продолжался совместный групповой полет космонавтов А. Г. Николаева и П. Р. Поповича. В 1963 году совершены многосуточные полеты В. Ф. Быковского и первой женщины-космонавта В. В. Терешковой.
В 1959 году русские ученые начали подготовку полетов космических ракет к планетам Солнечной системы. В этом году первая автоматическая межпланетная станция вышла из поля тяготения Земли, прошла на расстоянии около 7500 км от поверхности Луны и вышла на орбиту вокруг Солнца, став его первым искусственным спутником. В 1961–1962 годах русские межпланетные станции направляются на исследования Венеры и Марса.
Русские ученые явились пионерами в области создания квантовой электроники. В 1951 году в Физическом институте АН СССР по инициативе А. М. Прохорова начались фундаментальные исследования по квантовой электронике. В 1952–1955 годах Прохоров совместно с Н. Г. Басовым доказал возможность создания усилителей и генераторов принципиально нового типа. Первый молекулярный генератор был построен ими в 1955 году. Басов впервые в мире указал на возможность использования полупроводников в квантовой электронике и совместно с сотрудниками развил методы создания полупроводниковых лазеров. Квантовая электроника, разработанная