Пришлось подчиниться высокому начальству, однако советская технология вносила свои коррективы. Первой серьезной проблемой стала замена всех немецких материалов на отечественные эквиваленты. Немцы использовали при производстве «Фау-2» 86 марок и сортаментов стали, а наша промышленность в 1947 году была способна заменить аналогичными по свойствам только 32 марки. По цветным металлам немцы использовали 59 марок, а наши ракетчики смогли найти у себя только 21. Резины, прокладки, уплотнения, изоляции, пластмассы оказались самыми «трудными» материалами. Требовалось иметь 87 видов неметаллов, а советские заводы и институты способны были дать только 48. Через решение проблем производства у конструкторов зрело осознание того, что общая культура советского послевоенного производства не соответствует уровню создаваемой техники. Необходима была перестройка психологии рабочих и технологов.

Несмотря на технологическую отсталость и формальную возможность ограничиться копированием ракеты «Фау-2» для первой серии «Р-1», конструкторы все же стремились сразу внедрить новые технические решения. В итоге были существенно переработаны конструкции хвостового и приборного отсеков в целях их усиления. За счет увеличения заправки горючего (спирта) повысили расчетную дальность полета с 250 до 270 км.

При создании двигателя для «Р-1» первой серии были использованы двигатели ракеты «Фау-4» без каких-либо конструктивных изменений, за исключением замены большей части материалов на отечественные. Однако некоторые резино-металлические детали пришлось позаимствовать из трофейных запасов.

Десятки предприятий включились в деятельность по доведению «Р-1». Всего в этом проекте были задействованы тринадцать НИИ и тридцать пять заводов, разбросанных по территории Советского Союза.

17 сентября 1948 года была предпринята попытка запуска «Р-1», собранной на опытном заводе НИИ-88 в Подлипках-Калининграде. Сразу после старта ракета с серийным номером I-4 наклонилась и перешла в горизонтальный полет. Пролетев 10 км с работающими двигателями, она свалилась в пике и упала на землю. Во время старта был поврежден стартовый стол.

Многочисленные неполадки, которые приходилось устранять прямо на полигоне, задерживали следующий запуск «Р-1». Но он все-таки состоялся – 10 октября 1948 года.

Вспоминает очевидец события Виктор Гавриленко:

На этот раз ракета с серийным номером I-1 ушла на расстояние в 250 км. Запуск был признан успешным.

Затем опять пошла полоса неудач. Удачные запуски чередовались аварийными. Причины аварий были самые разные, но в основном технологического характера: низкое качество изготовления агрегатов и систем ракеты, недостаточный объем проверок узлов и приборов, плохая отработанность сложных систем.

Для второго этапа летных испытаний было подготовлено двадцать ракет. При испытаниях осенью 1949 года семнадцать ракет этой партии выполнили свою задачу. После всех проведенных испытаний постановлением Совета министров от 25 ноября 1950 года ракета «Р-1» была принята на вооружение Советской армии с комплексом наземного оборудования, а в 1952 году запущена в серийное производство на заводе № 586 в Днепропетровске.

Еще будучи в Германии и изучая трофейную технику, Сергей Королёв понял, что на основе «Фау-2» можно создать более совершенную ракету с дальностью до 600 км. Установив, что немецкий двигатель поддается форсированию по тяге, конструктор предложил пять вариантов новой ракеты, один из которых был принят за основу.

Предполагалось, что ракета, получившая обозначение «Р-2», будет аналогична «Фау-2», но с удлинением цилиндрической части на 1,9 м, что давало возможность для значительного увеличения емкости баков. Несмотря на крайне сжатые сроки и высокую занятость специалистов, к концу 1946 года удалось подготовить полный комплект чертежей, пояснительную записку и даже изготовить три опытных образца «Р-2».

25 апреля 1947 года состоялась защита эскизного проекта ракеты «Р-2» на самом первом заседании ученого совета НИИ-88. Однако прямое копирование немецких решений не устраивало Сергея Королёва. Кроме того, расчеты указывали, что удлиненная ракета будет просто разваливаться при возвращении в атмосферу. Ссылаясь на работы Константина Циолковского, главный конструктор предложил оригинальную идею – делать боеголовку ракеты отделяемой. Идея вела к другим доработкам, значительно изменяющим схему «Р-2» в сравнении с «Фау-2»: появилась возможность освободиться от защитной оболочки баков, сделав их несущими, а также упростить хвостовой отсек, убрав стабилизаторы.

В декабре 1947 года НИИ-88 посетила высокая делегация, состоявшая из маршалов Георгия Константиновича Жукова, Константина Константиновича Рокоссовского, Родиона Яковлевича Малиновского и Фёдора Ивановича Толбухина. Гостям продемонстрировали на стенде имитированный полет ракеты «Фау-2», после чего Королёв рассказал им о перспективах ракетной техники и ее значении для обороны страны.

Запуски первой серии ракет «Р-2» проходили на полигоне в октябре – декабре 1950 года. Было запущено двенадцать ракет: пять потерпели неудачу на активном участке траектории из-за отказов системы управления и двигательной установки, а у семи было отмечено разрушение головной части из-за перегрева на участке спуска. Принятые технические меры позволили увеличить надежность, и из тринадцати ракет «Р-2» второго этапа испытаний двенадцать достигли цели.

Благодаря усовершенствованиям ракета «Р-2» уже могла доставить на космическую высоту не только блок оборудования (как «Фау-2» или «Р-1»), но и герметичную капсулу с человеком внутри. Так, поздняя модификация «Р-2А» поднимала блок научной аппаратуры весом 860 кг на высоту 200 км. А шарообразная герметичная гондола знаменитого стратостата «СССР», рассчитанная на трех стратонавтов, весила всего-то 280 кг. Причем возможность отделения головной части позволяла осуществить эвакуацию гондолы на любом участке траектории. То есть такой вариант был вполне реален, однако Сергей Королёв поначалу даже не рассматривал его – прежде всего «Р-2» должна была стать оружием.