Общая масса "Лунохода" составляла 756 килограмм. Длина аппарата с открытой солнечной батареей - 4,42 метра, ширина - 2,15 метра, высота - 1,92 метра. Диаметр его колес - 510 миллиметров, ширина - 200 миллиметров.
Первый старт по новой программе лунных исследований состоялся утром 19 февраля 1969 года. Ракета-носитель "Протон-К" с разгонным блоком 11С824 должна была вывести к Луне аппарат Е-8 ╧201. Но из-за ошибки в прочностных расчетах обтекателя на 52-й секунде после старта ракеты-носителя возникли аэродинамические вибрации во время прохождения зоны максимального скоростного напора. Произошло разрушение узлов крепления створок обтекателя. Обломки головного обтекателя, пролетев вдоль разгонного блока "Д", третьей и второй ступеней, ударили в баки первой ступени ракеты-носителя "Протон-К" и пробили их оболочку. Произошел контакт самовоспламеняющихся компонентов топлива. Следствием этого стал взрыв на 53-й секунде полета, который полностью разрушил и ракету-носитель, и полезную нагрузку.
Следующая станция по программе доставки на Луну "Лунохода" - "Луна-17" с "Луноходом-1" (аппарат 8ЕЛ ╧ 203) - стартовала 10 ноября 1970 года, и 15 ноября вышла на орбиту искусственного спутника Луны. 17 ноября 1970 года станция благополучно прилунилась в Море Дождей, и "Луноход-1" съехал на лунный грунт.
Как только "Луна-17" высадила на поверхность Селены первый "Луноход", советские руководители и их толкователи-пропагандисты стали все более уверенно заявлять: дескать, мы не капиталисты-авантюристы, мы не рискуем советскими космонавтами, у нас в советской космонавтике все операции в дальнем космосе делают "умные автоматы".
В течение всего периода работы "Лунохода-1" на Луне было проведено изучение лунной поверхности, производился поиск перспективных районов для высадки на Луну советских космонавтов в рамках реализации лунной пилотируемой программы Н1-Л3. Работа "Лунохода-1" изначально была рассчитана на три месяца. Реально же он проработал на Луне в три раза больше своего первоначально рассчитанного срока. За время нахождения на поверхности Луны "Луноход-1" проехал 10540 метров и обследовал площадь около 80 тысяч квадратных метров. На Землю были переданы 211 лунных панорам и 25 тысяч фотографий лунной поверхности. Максимальная скорость движения "Лунохода-1" достигала 2-х километров в час. Суммарная длительность активного существования "Лунохода-1" на лунной поверхности составила одиннадцать лунных дней (10,5 земных месяцев) или 301 сутки 06 часов 37 минут. Было проведено 157 сеансов связи с центром управления полетом на Земле. 537 раз с помощью установленной на борту "Лунохода-1" аппаратуры определялись физико-механические свойства поверхностного слоя лунного грунта. 25 раз был выполнен химический анализ лунного грунта.
8 марта 1971 года операторы "Лунохода-1" в честь международного женского праздника дважды "нарисовали" на Луне колесами "Лунохода-1" цифру "8".
14 сентября 1971 года был проведен последний успешный сеанс связи с "Луноходом-1". 15 сентября 1971 года температура внутри герметичного контейнера аппарата стала падать, поскольку исчерпался ресурс его изотопного источника тепла. 30 сентября 1971 года "Луноход-1" на связь не вышел. После нескольких неудачных попыток восстановить с ним связь, 4 октября 1971 года работа с "Луноходом-1" была прекращена.
Третий старт по программе "Луноход" состоялся 8 января 1973 года. Ракета-носитель "Протон-К" вывела на околоземную орбиту станцию "Луна-21" (Е-8 ╧204). Станция успешно совершила перелет по трассе "Земля-Луна" и вышла на окололунную орбиту. 15 января 1973 года "Луна-21" совершила мягкую посадку на Луну и доставила на ее поверхность "Луноход-2". Посадка произошла в кратере Лемонье на восточной окраине Моря Ясности,
Конструктивно "Луноход-2" практически не отличался от "Лунохода-1". Его масса составила 836 килограмм. "Луноход-2" был предназначен для изучения механических свойств лунного грунта, фото- и телесъемки лунной поверхности, проведения экспериментов с наземным лазерным дальномером, наблюдений за солнечным излучением и других научных исследований. На "Луноходе-2", как и на посадочной ступени станции "Луны-21" находились изображения Государственного флага СССР, вымпелы с барельефом В.И.Ленина, изображением Государственного герба СССР и текстом "50 лет СССР".
К сожалению, после прилунения выяснилось, что система навигации "Лунохода-2" повреждена. Поэтому наземный экипаж операторов "Лунохода-2" при управлении аппаратом ориентировался по окружающей обстановке и Солнцу. За четыре месяца работы на лунной поверхности аппарат преодолел расстояние 42 километра. "Луноход-2" передал на Землю 86 панорам и около 80000 кадров телесъемки.