Ему пришел вызов для работы в системе 4-го спецотдела НКВД. Он попадает в Москву к своему учителю А. Н. Туполеву и вместе с ним с началом войны переезжает в Омск.
В 1942 г. С. П. Королев становится заместителем по летным испытаниям у В. П. Глушко, руководителя опытного конструкторского бюро по разработке реактивных двигателей. ОКБ внедряет проект установки на самолете жидкостного реактивного двигателя РД1-ХЗ для кратковременных включений. Двигатель устойчиво работал на земле и не запускался в воздухе. Арестант Королев уговорил летчика взять его в кабину стрелка, чтобы на месте разобраться в причинах отказа. В полете на бомбардировщике Пе-2 отскочившая трубка подачи топлива ранила Королева, а керосин залил ему лицо. Он почти полностью утратил зрение. Но удача улыбнулась Королеву: лечение дало результат, зрение восстановилось. Дело о самовольном полете замяли.
Участник описанных испытаний вспоминал, как Королев учил его уму-разуму: «Вот, Андрюша, лезь в дверь, гонят – лезь в окно, гонят – опять в дверь. Добивайся своего».
Известный летчик-испытатель М. Галлай в книге «Испытано в небе» вспоминает о мимолетной встрече, относящейся к этим суровым военным годам. На одном из полевых аэродромов он неожиданно увидел своего знакомого, «плотного, среднего роста человека, одетого в несколько странный, особенно для летнего времени костюм: куртку и брюки из какого-то черного подкладочного сатина».
«…Я видел перед собой другое, – пишет Галлай, – еще одну (сколько их?) форму проявления несгибаемого человеческого мужества. Сквозь сугубо прозаические слова – о тягах, расходах, количествах повторных включений – передо мной в полный рост вставал внутренний облик человека, творчески нацеленного на всю жизнь в одном определенном направлении. В этом направлении он, и шел. Шел вопреки любым препятствиям и с демонстративным пренебрежением (по крайней мере внешним) ко всем невзгодам…»
Таким же ЭС ПЭ, как его впоследствии всегда дружески за глаза называли товарищи по работе, оставался до самой смерти – «энергичный и дальновидный, умный и нетерпимый, резкий и восприимчивый, вспыльчивый и отходчивый. Большой человек с большим, сложным, противоречивым, нестандартным характером…».
После войны С. П. Королев в числе других специалистов получает представление о деятельности немецких ракетчиков. Наш собственный богатый опыт не допускает сомнений, что ракетам принадлежит будущее, и на уровне руководства страны это важнейшее направление развития техники обретает поддержку. Важная подробность. Хотя разведслужба Аллена Даллеса вывезла из поверженной Германии в США всех ведущих ракетных специалистов, техническую документацию, оборудование и архивы, руководящие деятели США, ослепленные мощью американской авиационной техники, не увидели перспектив развития ракетостроения.
В послевоенном 1945 г. давний знакомый и соратник С. П. Королева по ГИРД Михаил Клавдиевич Тихонравов сколачивает группу энтузиастов для проектирования высотного ракетного летательного аппарата с герметичной кабиной для двух человек. Проект не был осуществлен. Замыслы космического полета людей пришлось отложить до лучших времен, а Тихонравов и его друзья вскоре принялись за обоснование возможности создания спутника. Расчетами занимались в домашних условиях, чертили по вечерам на кухне. Секретными они тогда еще не были, – чертежи спутника держали под столом.
Противников развития ракетостроения в ту пору хватало не только в США, но и у нас. Даже среди людей знающих и достойных уважения. Со статьей о вреде ракетной техники выступил, например, в «Известиях» авиаконструктор Яковлев. Было очень трудно. Но Королев снова проявил несгибаемую волю в достижении намеченного.
В 1946 г. принимается решение о придании работам по ракетной технике государственного размаха. Назначаются главные конструкторы по всем основным системам баллистических ракет дальнего действия: по двигателям, по системе управления, по стартовым установкам, по бортовому и наземному радиокомплексу, по гироскопическим приборам. За С. П. Королевым как за главным конструктором ракетно-космической системы в целом остаются и проблемы общей компоновки, конструирования и изготовления корпусов, а также сборки ракет. И если большинство соратников С. П. Королева располагали к тому времени определенным «заделом» и кадрами, то ему предстояло начать на пустом месте: собрать и сплотить воедино совершенно новый коллектив.