Выход на новый уровень освоения околоземного пространства начался уже без Сергея Королёва – напомню, что он скончался в результате неудачной хирургической операции 14 января 1966 года. Поскольку испытания корабля «Союз» (7К-ОК) и стыковочные маневры были частью лунной программы, которая начала явно отставать от американской, подготовка к запускам шла в авральном режиме, сопровождаясь сбоями и авариями. Первый беспилотный «Союз» («Космос-133») был потерян из-за ошибок монтажа. Второй так и не улетел – ракета взорвалась на стартовом столе, разрушив его; при этом погиб офицер. Третий «Союз» («Космос-140») совершил приземление в нерасчетном районе на лед Аральского моря, после чего затонул. Ни один из беспилотных полетов не прошел без нарушений программы, однако было принято решение пускать пилотируемый корабль. Главным аргументом стало соображение, что наличие на борту космонавта-инженера поможет справиться с неполадками. Кроме того, приближалось пятидесятилетие Октябрьской социалистической революции, и от руководства отрасли требовали «порадовать» советский народ новым космическим достижением. К тому времени в СССР почти два года не было пилотируемых полетов, а американцы на своих «Джемини» брали один рекорд за другим. Решение оказалось роковым. 23 апреля 1967 года на орбиту отправился Владимир Комаров. Следом за его «Союзом-1» должен был стартовать «Союз-2» с космонавтами Валерием
Быковским, Алексеем Елисеевым и Евгением Хруновым. Но сразу после выхода на орбиту у Комарова начались серьезные проблемы – второй запуск отменили и приказали садиться. Парашют не раскрылся, и спускаемый аппарат врезался в землю на скорости более 50 м/с. Владимир Комаров погиб. Позднее был проведен натурный эксперимент с парашютной системой «Союза-2», и выяснилось, что если бы второй запуск состоялся в срок, то неизбежно погибли бы еще трое космонавтов.
«Союз» снова доработали. В октябре 1967 года начались беспилотные летно-конструкторские испытания. Пятый корабль («Космос-186») и шестой («Космос-188») вышли на орбиту и успешно состыковались. Затем их развели, но вновь спускаемые аппараты сошли с орбиты по нерасчетным траекториям. В апреле 1968 года испытание повторили. На этот раз седьмой («Космос-212») и восьмой («Космос-213») состыковались и приземлились безукоризненно. Осенью состоялся еще один «зачетный» полет «Союза» («Космос-238»), после чего Госкомиссия разрешила вернуться к пилотируемым запускам.
25 октября 1968 года стартовал беспилотный «Союз-2», а через сутки вслед за ним – «Союз-3» с космонавтом Георгием Береговым на борту. Точность выведения была такова, что корабли оказались всего в 11 км друг от друга. Однако космонавт не сумел пристыковаться из-за того, что подошел к цели в перевернутом положении, а такой вариант почему-то не предусматривался даже в теории.
Анализ и устранение неполадок заняли еще два с лишним месяца. Наконец 16 января 1969 года пилотируемые корабли «Союз-4» и «Союз-5» состыковались – этот комплекс в советской печати тут же назвали «первой экспериментальной космической орбитальной станцией». Алексей Шаталов и Евгений Хрунов, облачившись в скафандры «Ястреб», перешли через открытый космос из «Союза-5» в «Союз-4», корабли разошлись и через трое суток после старта совершили мягкую посадку. При этом реально мог погибнуть «Союз-5» с Борисом Волыновым – отсеки корабля не разделились и спускаемый аппарат едва не прогорел при входе в атмосферу. Таким образом был преодолен этап, который дался американцам с показной «легкостью», но оказался неожиданно трудным для советской космонавтики.
Успех следовало закрепить в октябре 1969 года, когда состоялся полет сразу трех кораблей: «Союз-6», «Союз-7» и «Союз-8» – с участием семи космонавтов. Конечно, он не мог затмить высадку «Аполлона-11» на Луну, но все равно производил впечатление: корабли и экипажи отработали на орбите почти пять полных суток, маневрируя друг относительно друга (стыковку произвести в тот раз не удалось из-за технического сбоя).
Затем в июне 1970 года состоялся важный полет, в ходе которого предстояло определить, насколько удобен космический быт. Космонавты Андриян Николаев и Виталий Севастьянов провели на корабле «Союз-9» больше 17 суток. Многое в этом рейсе было сделано впервые. Например, космонавты брились на орбите. Оказалось, что безопасная бритва не подходит для этого – паста и волосы разлетаются по кабине. А вот электробритвой космонавты остались довольны. Экипаж «Союза-9» регулярно проводил уборку своего жилища, пользуясь космическим пылесосом. На седьмые сутки, во время очередного сеанса связи с Центром управления полетами в Евпатории, Андриян Николаев был очень удивлен и обрадован, когда услышал голоса своей жены Валентины Терешковой и шестилетней дочери Алены. Сеанс радиосвязи между пилотом на орбите и членами его семьи тоже происходил впервые в истории советской космонавтики. Установив рекорд продолжительности полета (точнее, перекрыв предыдущий рекорд, установленный американцами на «Джемини-7»), космонавты вернулись на Землю.