Хотя война закончилась, противостояние сохранилось. Перед конструкторскими бюро в СССР и США была поставлена задача в кратчайшие сроки создать тяжелые баллистические ракеты, способные доставить термоядерную боеголовку на межконтинентальную дальность. Наибольших успехов в тот период добились две команды конструкторов: советская ОКБ-1 под руководством Сергея Королёва создала ракету Р-7; американская группа Вернера фон Брауна, работавшая в Редстоунском арсенале, построила ракету «Юпитер-С». Обе эти ракеты стали космическими носителями. С помощью первой из них был запущен «Спутник-1» (4 октября 1957 года), с помощью второй – сателлит «Эксплорер-1» (31 января 1958 года).
Хотя к появлению на околоземной орбите рукотворного объекта долго готовились, запуск «Спутника» произвел эффект разорвавшейся бомбы. То, что еще совсем недавно казалось фантастикой, вдруг стало реальностью – началась космическая эра в истории человечества.
Логика военно-политического противостояния подталкивала ведущие мировые державы к завоеванию лидерства в космической сфере. На несколько десятилетий космонавтика стала заложницей государственной пропаганды. Поражения и проблемы замалчивались. Любой успех, даже весьма сомнительный в научно-техническом плане, преподносился как событие мирового значения. Впрочем, в то время действительно произошли события, имеющие мировое значение. Благодаря наличию более мощной ракеты и мобилизационному характеру экономики, Советский Союз откровенно лидировал, а советские конструкторы словно бы потешались над своими американскими конкурентами, всегда на шаг опережая их. Команда Королёва закрепила за собой несколько важнейших приоритетов: первое животное на орбите (Лайка, «Спутник-2»), первая околоземная лаборатория («Спутник-3»), первая искусственная планета («Луна-1»), первое попадание в Луну («Луна-2»), первые снимки обратной поверхности Луны («Луна-3»).
Американцы осознавали свое отставание, но рассчитывали взять реванш в сфере пилотируемых полетов, осуществив запуск человека на орбиту. Но и здесь они оказались вторыми: 12 апреля 1961 года летчик-космонавт Юрий Гагарин, пролетев над планетой на корабле «Восток», утвердил первенство за своей страной.