В 1930 г. организованы общественные Группы изучения реактивного движения (ГИРД) при Осоавиахиме в Москве и Ленинграде. В 1932 г. Московской ГИРД предоставляют экспериментальную базу для разработки ракет и начальником ГИРД назначают С. П. Королёва. В том же году в Куммерсдорфе (Германия) организована испытательная станция для разработки ракет на жидком топливе под руководством В. Дорнбергера и В. фон Брауна, которая в 1937 г. переведена в Пенемюнде и преобразована в ракетный центр. В 1933 г. в Москве на базе ГДЛ и МосГИРД создается Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ).
Как следствие, появляются первые серьезные проекты. В 1928–1929 гг. В. П. Глушко разработал проект «Гелиоракетоплана» – космического корабля с электрическими ракетными двигателями, питаемыми от солнечных батарей. В 1930–1932 гг. в ГДЛ разработан проект и изготавливалась ракета РЛА-100 конструкции В. П. Глушко с расчетной высотой вертикального подъема 100 км, то есть до границы космоса. В 1939 г. в РНИИ созданы многозарядные мобильные наземные ракетные установки БМ-13 и другие «Катюши», эффективно использовавшиеся в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.
Масштабы испытаний соответствовали масштабам проектов. В 1927 г. ГДЛ начала работу по ускорению разбега самолетов с помощью ракет на бездымном порохе, завершившихся в 1933 г. государственными испытаниями на тяжелых самолетах. На следующий год ГДЛ осуществляет полеты первых ракет на бездымном шашечном порохе конструкции Н. И. Тихомирова. В 1930–1933 гг. в ГДЛ испытываются ракетные снаряды на бездымном порохе конструкции Б. С. Петропавловского и Г. Э. Лангемака. В 1933 г. в ГДЛ проводятся стендовые испытания новых двигателей В. П. Глушко. Тогда же пускается первая советская ракета на гибридном топливе ГИРД-09 конструкции М. К. Тихонравова. В 1937–1938 гг. проведено 30 наземных огневых испытаний ракетоплана РП-318-1 конструкции С. П. Королёва с ЖРД ОРМ-65 конструкции В. П. Глушко, а в 1939–1940 гг. летные испытания (С. П. Королёв в испытаниях участия не принимал, был арестован). В 1939 г. осуществлены летные испытания двухступенчатой ракеты И. А. Меркулова с пороховой первой ступенью и прямоточным воздушно-реактивным двигателем на второй ступени.
Похожая картина складывалась и за рубежом.