Бурное строительство центра началось в 1936 году. В 1937 году в Пенемюнде в Исследовательский центр сухопутных войск переселились первые 90 сотрудников. Разработки, исследования и испытания шли параллельно со строительством, которое в основном было закончено всего за три года. Фирму, осуществлявшую основные строительные работы в Пенемюнде, возглавлял будущий президент ФРГ Генрих Любке. В 1945 году мы убедились, что к качеству построенного нельзя предъявить претензий даже после бомбардировок.
В Европе шла подготовка к войне, но ни одна из разведок союзных стран, в том числе и английская, не представляла себе целей и масштабов работ в Пенемюндском центре.
В 1937 году фон Браун предложил Управлению вооружений вместо ранее обещанной ракеты на дальность 50 км ракету на дальность более 200 км. Этот проект и был обозначен как «аппарат А-4».
В 1940 году впервые начались огневые испытания камеры сгорания 25-тонного ракетного двигателя, предназначенного для А-4. Здесь впервые была применена турбонасосная подача в камеру сгорания спирта и жидкого кислорода вместо вытеснительной системы сжатого азота, использовавшейся на первых двигателях в Куммерсдорфе под Берлином.
С началом второй мировой войны фронт исследований и конструкторской деятельности в Пенемюнде быстро расширялся. Создавались новые службы, и требовалось привлечение большого количества новых специалистов. Они направлялись в Пенемюнде в порядке мобилизации. Многие отзывались из армии. Кроме того, были вовлечены в исследовательскую деятельность и работали по заданиям Пенемюнде высшие школы Дармштадта, Берлина, Дрездена, Ганновера, а позднее Вены и Праги.
В период с 1937 по 1940 год в собственно строительство центра Пенемюнде было вложено свыше 550 миллионов марок. Сумма по тем временам огромная.
Оснащение центра новейшей измерительной аппаратурой и специальным испытательным оборудованием осуществлялось всеми ведущими электро — и радиотехническими фирмами Германии. Здесь необходимо, при всем нашем антифашистском настрое, отдать должное энергии и уверенности, с какой действовали руководители работ и, в первую очередь, Дорнбергер и фон Браун.
Собственно, дело не только в энтузиазме и организаторских способностях руководителей Пенемюнде. Они отлично понимали, что энтузиазма и гениальных способностей ученых-одиночек далеко не достаточно. Требовалось ясное представление о предстоящих масштабах всех работ для достижения поставленных целей и смелость в создании сильнейшей государственной научно-технической, производственной и военно-испытательной инфраструктуры. Все это было задумано до, а уточнялось и реализовывалось уже во время войны в условиях тоталитарного гитлеровского режима, который не жалел средств на создание предполагаемого секретного оружия массового уничтожения: отчитываться перед парламентариями не требовалось. Это в значительной мере способствовало успехам в столь новом деле.
В 1943 году численность основного персонала Пенемюнде составляла свыше 15 000 человек. Новые стенды позволяли вести огневые испытания двигателей на тягу от 100 кг до 100 т.
Пенемюндовские аэродинамики гордились самой крупной в Европе аэродинамической трубой, созданной всего за полтора года, крупнейшим заводом для получения жидкого кислорода, просторными и отлично оснащенными конструкторскими залами.
С самого начала строительства на острове Узедом были предусмотрены стартовые позиции для ракет, бункеры для управления пуском. Соответствующим образом была оборудована средствами контроля и наблюдения за ракетой вся трасса возможных пусков в направлении северо-северо-восток.
В 1940— 1941 годы в военных программах создания новых видов вооружения очень острой была проблема приоритетов. Наибольшим приоритетом в Германии пользовалась программа «Люфтваффе» «Ю-88» -организация массового производства среднего бомбардировщика, необходимого для фронтовых операций, для бомбардировки городов и стратегически важных целей противника. Руководство «Люфтваффе» очень хорошо понимало, что организация крупносерийного произодства А-4 может помешать выполнению многочисленных заказов в промышленности для программы «Ю-88». «Люфтваффе» имели несомненно веские претензии на высший приоритет, ибо новые бомбардировщики направлялись непосредственно на фронт в действующие авиачасти.
Ракеты А-4 предназначались для нападения на Англию, а слабым местом немецких ВВС были именно бомбардировщики. Естественно, что борьба за степень приоритета разгорелась именно между этими двумя программами.
К концу войны программа А-4 была названа программой «возмездия» («Фергельтунг»), а ракета получила обозначение Фау-2 (V-2). Новому секретному оружию был придан высший приоритет среди всех заказов в промышленности и на транспорте. Дорнбергер, фон Браун и поддерживавшее их руководство сухопутных сил оттеснили на второй план программу «Ю-88».