Первый запуск Т2К состоялся с космодрома Байконур 24 ноября 1970 г. и получил обозначение «Космос-379». После выхода на низкую околоземную орбиту высотой 192–232 км и отделения от последней ступени РН примерно через 3,5 сут был включен ЖРД блока «Е», который в режиме глубокого дросселирования несколько увеличил скорость аппарата, имитируя зависание корабля ЛК над лунной поверхностью. Вследствие этого маневра высота апогея орбиты аппарата увеличилась до 1210 км, а период обращения до 99 мин. После различных проверок бортовой аппаратуры с имитацией пребывания на Луне через четверо суток было сброшено ЛПУ и двигатель блока «Е» включен во второй раз. В режиме максимальной тяги он увеличил скорость более чем на 1,5 км/с, имитируя выход ЛК на окололунную орбиту для встречи с ЛОКом. Вследствие этого маневра высота апогея орбиты Т2К увеличилась до 14035 км, а период обращения до 4 ч. После этого аппарат некоторое время находился в режиме стабилизации, имитируя маневры при встрече и стыковке с ЛОКом.
Второй запуск аппарата состоялся 26 февраля 1971 г. Он получил наименование «Космос-398». Вторая программа орбитального полета аппарата Т2К в основном повторяла первую. В результате двух включений ЖРД блока «Е» корабль оказался на орбите высотой 203-10903 км. В третьем орбитальном полете («Космос-434», 12 августа 1971 г.) включение ЖРД аппарата в дроссельном режиме было самым продолжительным за три полета, а после второго включения корабль перешел на орбиту высотой 186-11804 км.
Успешные запуски аппаратов Т2К подтвердили высокую надежность систем и аппаратуры ЛК и возможность его использования для полета человека на Луну.
В связи с пусками Т2К интересно отметить, что в начале 80-х годов беспокойство западной общественности вызвало сообщение о предстоящем падении отработавшего советского ИСЗ «Космос-434». Иностранные наблюдатели выдвигали версию о том, что на спутнике якобы установлен ядерный реактор. Однако из-за того, что этот аппарат был запущен в период «лунной гонки», маневрировал на орбите и передавал телеметрические сигналы, присущие советским пилотируемым КК, некоторые западные обозреватели считали, что он является автоматическим вариантом пилотируемого корабля. Затем, при постепенном погружении в атмосферу, спутник в конце концов сгорел над Австралией.
Чтобы рассеять опасения в связи с этим событием, официальный представитель Министерства иностранных дел СССР заверил Канберру, что на борту «Космоса-434» не было радиоактивных материалов и что спутник представлял собой просто «экспериментальный блок лунною модуля»! Естественно, это было именно то, о чем всегда говорили западные наблюдатели.
Термином «лунный модуль» (или по-русски «лунная кабина») обозначался блок космического корабля «Аполлон», предназначенный для посадки на Луну. Ясно было, что основным назначением аппарата типа спутника «Космос-434» являлся полет в пилотируемом, а не в беспилотном варианте.
Несколько раньше полетов Т2К по околоземной орбите начались летные испытания H1. В январе 1968 г. на стартовой позиции космодрома Байконур было установлено макетное изделие H1, предназначенное для наземной отработки систем и тренировки расчетов стартового комплекса. И вот, наконец, в пятницу 21 февраля 1969 г. в 12 ч 17 мин 55 с по московскому времени был осуществлен первый запуск ракеты-носителя H1 (первое летное изделие № 3Л), В качестве полезной нагрузки на ракете вместо ЛОКа и ЛК был установлен упрощенный аппарат корабля Л1.
Во время подъема, в промежуток от 3-й до 10-й секунды, по ложной команде системы «КОРД» выключились исправные ЖРД № 12 и 24 блока «А». На 66-й секунде из-за повышенной вибрации, вызванной акустическими нагрузками, оборвался трубопровод подачи окислителя в газогенератор одного из ЖРД; при вытекании жидкого кислорода в хвостовом отсеке начался пожар. Ракета могла бы продолжать полет, так как пожар развивался достаточно медленно, но на 70-й секунде по общей команде были выключены все ЖРД блока «А». Как считают разработчики двигателей, логика команды на отключение всей системы была в этом случае неверна. Сработала САС; спускаемый аппарат корабля Л1, который должен был в этом полете облететь Луну, приземлился в нескольких десятках километров от старта.
Причиной аварии явилась недостаточная отработка двигателей из-за отсутствия вибростенда для испытаний.
Второй старт ракеты H1 (изделие № 5Л, полезная нагрузка — упрощенный корабль Л1) состоялся в четверг, 3 июля 1969 г., ночью. Через 0,4 с после команды «контакт подъема» из-за попадания в насос окислителя металлического предмета взорвался ЖРД № 8 блока «А». При взрыве была перебита бортовая кабельная сеть, повреждены соседние двигатели и начала разрушаться нижняя часть ступени. Возник пожар в хвостовом отсеке, и произошло заваливание ракеты. Вновь сработала САС. Полет продолжался 18 с. ЖРД остальных секторов в эти секунды работали устойчиво. Ракета упала на стартовый стол, взорвалась и разрушила стартовый комплекс.