24 июля 1954 года эскизный проект составных частей ракетного комплекса Р-7 был закончен. После его одобрения экспертной комиссией технические задания (ТЗ) на составные части и системы разосланы в смежные организации.
В течение 1955 года в ОКБ-1 интенсивными темпами велась разработка техдокументации боевого ракетного комплекса Р-7 с привлечением многих НИИ, КБ, заводов, министерств и ведомств. На всех несекретных чертежах, в переписке и даже во многих секретных документах ракета Р-7 именовалась «Изделием 8К71».
Проектированием ЖРД занималось ОКБ-456 под руководством В.П. Глушко. Бывшее «арестантское» КБ при авиазаводе № 16 в Казани превратилось в «свободную» фирму «Предприятие почтовый ящик № 6» с обычными условиями работы для такого рода организаций. Здесь ещё до получения ТЗ на разработку двигателей для «семёрки» воспроизвели двигатель германской ракеты А-4 и создали его модификацию (РД-101) с тягой 35 тонн, а затем и РД-103 тягой 44 тонны.
Глушко не признавал метода управления ракетами с помощью качающихся камер сгорания, примененный на А-4. Рулевые двигатели стали создавать «у себя», в ОКБ-1.
Разработку аппаратуры системы управления (СУ) ракеты, системы телеметрии и траекторных измерений было поручено НИИ-885 Министерства средств связи.
Создание систем наземного оборудования для подготовки и пуска ракет было поручено СКБ специального машиностроения главного конструктора В.П. Бармина. В годы войны здесь вели разработку и сопровождение серийного производства пусковых установок для ракетных систем залпового огня (боевых машин, известных под именем «Катюша»).
Стартовый комплекс ракеты 8К71 уникален. Ракета не опирается на стартовый стол, а удерживается за силовой пояс с помощью четырёх ферменных опор с противовесами в их нижней части. При подъёме ракеты оголовки ферм выходят из «карманов» и за счёт противовесов отбрасываются в стороны. Всё это установлено на поворотном круге диаметром 18 метров для наведения ракеты по азимуту. На нём же находятся три кабель-мачты для подвода коммуникаций к ракете. Круг расположен на «воротнике» на отметке «минус 2 м». Это мощная мостовая конструкция с круглым проёмом, в который входит хвостовая часть ракеты. Внутри её в двух кольцевых помещениях находятся статические преобразователи, кабели силовые, систем управления и телеизмерений, трубопроводы сжатых газов и прочее оборудование.
Основа сооружения — монолитный железобетонный остов, возведённый на дне котлована глубиной 45 м. Состоит из фундаментной плиты, четырёх пилонов для опоры верхней части сооружения и криволинейного газоотражательного лотка, покрытого чугунными плитами размером «метр на метр» и толщиной 0,2 м.
Поиски базы для испытаний стартового устройства совместно с ракетой привели на Ленинградский металлический завод (ЛМЗ), тогда ещё носивший имя И. Сталина. В цехе сборки корабельных орудийных башен была подходящая высота, нужное заглубление, необходимые подъёмные краны. Осенью 1956 года система здесь была смонтирована, и «семёрка» впервые встретилась со своим стартовым устройством. «Пуск» ракеты осуществил заводской кран. Испытания стартовой системы ракеты были закончены 27 сентября 1956 года, после чего её отправили на полигон.
Подготовка первого пуска Р-7
В процессе разворачивания работ, естественно, планировали проведение лётных испытаний Р-7 в обжитом месте, но комплекс на Государственном Центральном полигоне «Капустин Яр» оказался «мал».
Создание нового ракетного полигона начиналось с выбора наиболее целесообразного района его размещения. С одной стороны отдавалось предпочтение требованиям ракетчиков, с другой — интересам народного хозяйства и строителей. Приступив к изысканиям, исходили из того, куда будут «ронять» свои головы ракеты в процессе экспериментальных пусков. Определили место на Камчатке — район реки Озёрная (с условным наименование «Кама»).
Комиссия с участием заинтересованных хозяйственников, конструкторов, учёных признала более рациональным вариант размещения полигона недалеко от Аральского моря в необжитой части Кзыл-Ордынской области Казахской ССР, через которую проходила железнодорожная магистраль Москва-Ташкент.
Предстояло провести огромный объем работ: для стартового комплекса вырыть котлован глубиной 45, длиной 250 и шириной 100 метров, — это около миллиона кубометров грунта; выполнить огромный объём бетонных работ; смонтировать тысячи тонн металлоконструкций и сложнейшего оборудования; уложить сотни километров трубопроводов и кабелей; проложить автодороги и железнодорожные подъездные пути.