В постановлении предусматривалось создание мощной ракеты-носителя "Н-1" на жидкостных ракетных двигателях в период с 1961 по 1963 год. Ракета "Н-1" должна была выводить на околоземную орбиту полезный груз массой 40–50 т и разгонять до второй космической скорости полезный груз массой 10–20 т. Вторым этапом на базе этой ракеты предполагалось создать носитель "Н-2", выводящий на орбиту 60–80 т и разгоняющий до второй космической скорости 20–40 т.
Эскизный проект ракетно-космических систем на базе "Н-1" Сергей Павлович Королев утвердил 16 мая 1962 года. Уже в нем стартовая масса носителя возросла по сравнению с первоначальными набросками до 2200 т, а грузоподъемность — до 75 т. Ракета проектировалась трехступенчатой, и все три ступени выполнялись в виде конуса, в который вписывались шесть сферических топливных баков последовательно уменьшающегося диаметра. Вся ракета проектировалась на двигателях Николая Кузнецова с компонентами топлива — жидкий кислород и керосин. На первой ступени (блок "А") устанавливались 24 тяговых двигателя. На второй (блок "Б") и третьей (блок "В") соответственно по 8 и 4 двигателя. Блоки "А" и "Б" комплектовались практически однотипными двигателями "НК-15". Блок "В" планировалось снабдить двигателями "НК-19". Предусматривалась возможность размещения на ракете четвертой ступени (блок "Г").
До конца 1963 года структурная схема лунной экспедиции с использованием сверхтяжелой ракеты "Н-1" еще не была выбрана. Но в докладной записке от 23 сентября 1963 года, посвященной программе развития космонавтики на период с 1965 по 1975 год, Сергей Королев излагает свой план покорения естественного спутника Земли.
Первый этап — облет Луны на пилотируемом корабле "Л-1" ("7К-9К-11К"), собираемом на околоземной орбите. Его мы обсуждали выше. К сказанному надо только добавить, что экипаж облетного корабля должен был произвести подробное картографирование поверхности Луны и определить возможные районы высадки будущей экспедиции.
Второй этап — отправка на Луну самодвижущегося вездехода "Л-2" с дистанционным управлением. Главной задачей было изучение поверхности Луны с целью выбора оптимального места посадки для основного и резервного лунного корабля. Кроме того, вездеход должен был собрать данные о свойствах лунного грунта, о магнитных полях Луны и интенсивности космического и солнечного излучения. Сам "Л-2" представлял собой гусеничный транспортер с ядерной силовой установкой, снабженный мощной радиостанцией и блоком научной аппаратуры. Он мог развивать скорость до 4 км/ч и пройти не менее 2500 км. На поверхность Луны вездеход должен был доставить посадочный аппарат "13К".
Третий этап — запуск пилотируемого космического корабля "Л-3" весом 200 т. Корабль планировалось собирать на околоземной орбите из трех блоков, доставляемых при помощи ракет "Н-1". Первая ракета выводила на орбиту собственно комплекс "Л-3", состоявший из лунного орбитального корабля "ЛОК", посадочного лунного корабля "ЛК" и разгонного блока. Две другие ракеты "Н-1" служили танкерами с грузом топлива. Масса системы при полете к Луне достигала 62 т, что почти на 20 т превышало соответствующую массу "Apollo". Масса системы, совершающей посадку на поверхность Луны, составила бы 21 т (против 15 т у "Apollo"). Но зато пусков в схеме ОКБ-1 было даже не три, а четыре! Выводить в космос экипаж из двух-трех человек предполагалось на проверенной ракете "Р-7А", выпускавшейся заводом "Прогресс" для пилотируемых запусков. После достижения окололунной орбиты "ЛК" с одним космонавтом на борту отделился бы от "ЛОК" и по сигналу радиомаяка, установленного на вездеходе "Л-2", совершил бы мягкую посадку. После выполнения задания на Луне космонавт должен был взлететь с ее поверхности на стартовом модуле "ЛК" и состыковаться с "ЛОК". Возвращаемый корабль, обеспечивающий обратный полет к Земле, был модификацией корабля "7К-Л-1" и состоял из приборно-агрегатного отсека (2,5 т) и спускаемого аппарата (2,5 т). Весь рейс занял бы от 10 до 17 дней.
Четвертый этап — создание лунного орбитального комплекса "Л-4". Он состоял из трех элементов: ракеты-носителя (одна ракета "Н-1" или три разгонных блока "9К"), ракетного блока для вывода на лунную орбиту, орбитальной станции на двух-трех человек, созданной на основе космического корабля "7К-ОК", массой 5,5 т.
Пятый этап — высадка комплексной экспедиции на Луну в составе двух или трех космонавтов. Кроме того, отдельным кораблем планировалось отправить к ним в поддержку тяжелый самодвижущийся аппарат "Л-5" массой 5,5 т с герметичной кабиной. Он мог развивать скорость до 20 км/ч и нес на себе 3500 кг воздуха, воды и продуктов питания.