Для испытаний узлов и агрегатов будущей межконтинентальной ракеты, а также специально разработанное под эту ракету испытательное оборудование (системы радиотелеметрии, траекторных измерений и др.), в ОКБ-1 на базе ракеты Р-5 были созданы специальные экспериментальные ракеты М-5РД. На этих ракетах, помимо новых принципов и испытаний новых типов ракетных узлов и агрегатов, будущие испытатели получали практическую подготовку к предстоящим испытаниям межконтинентальной ракеты.

Перед началом строительства необходимо было произвести рекогносцировку районов дислокации, согласовать решения с местными властями об отводе земельных участков, произвести посадку и разбивку объектов. Отводом земельных участков для стартового района, поселка, баз падения отделяемых частей, пунктов радиоуправления полетом ракеты (РУП), измерительных пунктов (ИП), согласованием проектных документов и графиков строительства, подбором кадров, формированием частей и подразделений занимался А. И. Нестеренко. Трудно проходило выделение земельных участков в Казахстане для строительства ИП, РУП, полей падения ступеней. 19 октября 1955 года Нестеренко писал председателю Совета министров Казахской ССР Д. А. Кунаеву: «Постановлением СМ СССР от 29.4.1955 г. и распоряжением СМ Казахской ССР от 18.5.1955 г. Министерству обороны кроме участка 290 000 га по Кзыл-Ординской области должны быть отведены 5 участков по 400 га каждый и 7 участков по 200 га каждый в Актюбинской, Акмолинской, Кзыл-Ординской, Кустанайской и Карагандинской областях». Когда Нестеренко приехал к Кунаеву с документами об отводе участков, тот отказал ему на том основании, что там находятся пастбища для баранов. И только когда Нестеренко обратился к первому секретарю ЦК компартии Казахстана Л. И. Брежневу, которого знал по Черноморской группе войск, вопрос был решен положительно.

Первая группа военных строителей прибыла в Тюра-Там в январе 1955 года.

…Начальник станции Тюра-Там Анатолий Лебедев держал в руках странную телеграмму и никак не мог понять, кто ее подписал. Текст гласил: «12 января проследует литерный, два последних вагона отцепить, поставить в тупик». Поезда останавливаются на маленькой станции всего на две минуты, маневровых паровозов здесь отродясь не было. Как отцепить, чем толкать?

Литерный прибыл точно по расписанию. Гудок паровоза предупредил об остановке. Заскрежетали тормоза, и тяжелый состав замер. Две теплушки отцепили в считаные секунды — помогли молодые ребята, мигом выскочившие из вагонов. Они же, поднапрягшись, столкнули их в тупичок. Руководил ими Игорь Николаевич Денежкин, инженер-строитель. Так он представился начальнику станции.

— А что строить-то будете? — не удержался от вопроса Лебедев.

— Как что? — рассмеялся Денежкин. — Стадион!

(Кстати, до запуска первого космонавта планеты в легендах Министерства обороны и Генерального штаба полигон именовался «стадионом». На самом полигоне «стадионом» называли позже и гигантский котлован, отрытый для первого старта.)

— Стадион? — скривил губы станционный начальник и почесал затылок. — Кто играть-то будет? У нас всего мазанок пять или шесть… Ну, может, десять. Смотрите сами.

Во все стороны тянулась холодная заснеженная степь без конца и без края, без дымка, без жилья.

— Надо бы нам где-то разместиться на первых порах, — сказал Денежкин. — И телеграмму отправить в Москву.

— Телеграммку можно, — развел руками железнодорожник, — а вот с жильем помочь не смогу…

На разъезде Тюра-Там в то время было три железнодорожных пути, стояло три небольших одноэтажных пристанционных здания и водонапорная башня. Никаких других строений в обозримой окрестности не было.

На месте будущего полигона в это время работали изыскатели под руководством Ивана Сидоровича Магира и Бориса Ивановича Светлищева. Им на помощь и прибыл Денежкин со своим взводом.

Подразделение было направлено для подготовки строительства, проведения изыскательских работ, сооружения временных землянок под размещение строительных отрядов. Первое подразделение жило в зимних палатках, насквозь продуваемых свирепым ветром. Скоро на помощь Денежкину явилась уже целая рота во главе со старшим лейтенантом Иваном Федоровичем Донских.

Эти подразделения провели большую подготовительную работу. Особенно много (несколько тысяч кубометров) было вырублено льда на Сырдарье. Заготовленный лед был сложен в бетонные лотки, имевшиеся на водозаборной станции, и засыпан толстым слоем опилок. Эти запасы льда очень помогли жарким летом в сохранении продовольствия.

В начале апреля на место строительства начали прибывать первые военно-строительные части. 2 апреля — инженерный батальон под командованием подполковника Егора Васильевича Заворотняка, днем позже — небольшой отряд во главе с полковником Семеном Михайловичем Лисагором, 10 апреля с Дальнего Востока прибыл автомобильный батальон под командованием Михаила Семеновича Медиевского.

На станцию стали привозить первые грузы: сборные деревянные казармы, лесоматериалы, инструмент, горючее, строительные машины и многое другое.

7 апреля в Тюра-Там приехала группа из двенадцати человек из 130-го Управления инженерных работ (УИР) во главе с инженер-полковником Александром Юльевичем Грунтманом. Группа решала вопросы подключения к работе прибывающих организаций, вопросы железнодорожных перевозок, разгрузки и размещения грузов.

10 апреля на место строительства явился начальник Управления инженерных работ (УИР) полковник Г. М. Шубников. Он и офицеры его управления разместились на запасных путях в вагонах поезда и в палатках вблизи станции.

21 апреля для рекогносцировки местности и организации предстоящих работ по строительству первого стартового сооружения и инфраструктуры полигона на станцию Тюра-Там прибыл командно-штабной поезд оперативной группы Главного управления специального строительства (ГУСС).

15 мая С. П. Королев и М. И. Неделин утвердили график строительства первого боевого ракетного комплекса со сроком сдачи его в эксплуатацию 15 мая 1957 года.

Началось наращивание сил строителей. 31 мая из Капустина Яра прибыла 2-я инженерно-строительная Краснознаменная Симферопольская бригада под командованием полковника Михаила Ивановича Халабуденко. Бригада имела богатейший опыт строительства полигонных сооружений, приобретенный в Капустином Яре. Немного позже были сформированы 84-я инженерно-строительная и 101-я инженерно-саперная бригады под командованием, соответственно, полковника Михаила Степановича Пернятина и подполковника Георгия Дмитриевича Дурова.

Параллельно разворачивались различные вспомогательные службы и подразделения: промышленных предприятий, ремонтно-технического завода, базы материально-технического обеспечения и др. Построили пилораму, приступили к строительству первой котельной, начали строительство деревообрабатывающего комбината.

Через две недели после прибытия строительных частей начали прибывать автомобильные части и средства механизации. До прибытия их несколько автомобилей и тракторов не справлялись с вывозкой материалов на строительные площадки.