Технологический процесс подготовки комплекса Н1-Л3 к летным испытаниям на полигоне Байконур был однозначно определен единственно правильным, как показало время, решением Королева: изготавливать составные части ракеты непосредственно на полигоне, в монтажно-испытательном корпусе. Организовать транспортировку крупногабаритных грузов по трассе, проходившей по Волге и Каспийскому морю, представлялось проблематичным.
Техническая позиция, созданная на Байконуре, обеспечивала проведение всего комплекса работ по сборке и испытаниям ракеты и ее составных частей — блоков «А», «Б», и «В», головного блока — Л3, а также полностью собранного комплекса Н1-Л3 перед отправкой на стартовую позицию. Работы с головным блоком проводились в МИК КО на площадке 2Б и на заправочной станции, а все остальные — в «большом» МИКе в соответствующих его пролетах.
Топливные баки собирались на стапелях в МИКе из подогнанных на заводе в Куйбышеве панелей. Изготовление ракетных блоков проводилось в вертикальном положении. Готовые и испытанные в МИКе блоки стыковались между собой в горизонтальном положении, и собранная таким образом ракета после необходимых испытаний перекладывалась кранами на транспортировочное устройство и перевозилась в монтажно-заправочный корпус, где производилась ее стыковка с предварительно заправленным головным блоком. Собранный комплекс Н1-Л3 перекладывался кранами на установщик, вывозился на старт и переводился в вертикальное положение на пусковой установке.
Разработку стартового комплекса Н1 вело ГС КБ Спецмаш под руководством В. П. Бармина и с участием смежных организаций. Старт был спроектирован с единым технологическим блоком и двумя пусковыми установками.
В начале 1969 года заканчивалась сборка первой летной марсианской ракеты Н1 и первого летного лунного комплекса Л3 в нештатной комплектации. Взамен ЛОКа использовался корабль 11Ф92, который был сделан из элементов лунного облетного корабля 7К-Л1, с дополнительным отсеком двигателей ориентации комплекса.
Старт был назначен на 21 февраля. Программой предусматривалось выведение комплекса на орбиту ИСЗ, старт к Луне, переход на окололунную орбиту и через 3,5 суток старт к Земле.
21 февраля 1969 года был произведен первый пуск ракетно-космического комплекса Н1-Л3 № 3Л. Ракета ушла со старта с двумя выключенными системой КОРД двигателями. На 6-й и 25-й секундах полета разрушились трубки, идущие к датчикам окислителя и горючего. Вытекавшие компоненты топлива, смешиваясь, привели к пожару на 55-й секунде, в результате которого на 69-й секунде сформировалась команда на отключение всех двигателей. Полет был прерван.
3 июля 1969 года состоялся второй пуск H1-Л3 № 5Л в той же комплектации и по аналогичной программе. Через 0,4 секунды произошел взрыв турбонасосного агрегата (ТНА) 8-го двигателя. Причиной взрыва, вероятно, послужили недостаточные зазоры внутри его корпуса. В хвостовом отсеке произошли разрушения и пожар. На 18 секунде система КОРД отключила все двигатели, кроме одного, который начал создавать разворот ракеты. Когда отклонение достигло пятнадцати градусов, сработала система аварийного спасения и увела спускаемый аппарат в сторону. Сама ракета, развернувшись, с высоты 50–100 м упала на стартовую позицию, и взорвалась. В дальнейшем, чтобы не допустить падения ракеты на старт, в системе КОРД была введена задержка на выключение двигателей до 50-й секунды.
27 июня 1971 года — третий пуск H1-Л3 № 6Л. На ракете в начале полета возникло возмущение по крену из-за неучтенных возмущающих газодинамических воздействий, не проявившихся в полной мере при первом пуске из-за отключенных двигателей. На 14-й секунде разворот составил 145 град. Поскольку выключение двигателей было заблокировано, ракета пролетела до 50-й сек, после чего была ликвидирована.
11 ноября 1972 года состоялся четвертый пуск H1-Л3 № 7Л. Для компенсации возникших на прошлом пуске возмущений по крену, на ракете установили дополнительно еще 4 двигателя. Общее их число на комплексе составило 48. Был установлен новый спецвычислитель системы управления участком выведения, еще один установлен на ЛОКе для управления полетом по трассе «Земля-Луна-Земля». ЛОК был в штатном исполнении с электрохимическим генератором и запасами водорода и кислорода, блоки «Г» и «Д» тоже штатные. Работу всего комплекса Н1-Л3 контролировали 13 тыс. датчиков.
Основные двигатели Кузнецова прошли модернизацию, но эти новые надежные двигатели могли быть поставлены только через полгода на ракету № 8Л. Двигатели же, установленные на 7Л, были менее надежными, но они уже стояли на ракете, а та находилась на старте, и на них были выданы заключения о допуске к ЛКИ. Но не только двигатели вызывали сомнения. Можно ли было считать надежной систему управления разработки Н. А. Пилюгина, если после допуска к ЛКИ ее спецвычислитель приходилось неоднократно вынимать из спускаемого аппарата для замены, в том числе на стартовой позиции? Кое-кто, выдавая заключение, мог думать, что из-за двигателей до его системы дело не дойдет. Но у нас, непосредственных руководителей подготовки Л3, подход был прост — никакой поблажки ни «своим», ни «чужим».