Но после прихода Гитлера в 1933 году к власти ракетная программа была возобновлена. Вернер фон Браун вступил в ряды СС. В 1934 году он защитил диссертацию на тему «Конструктивные теоретические и экспериментальные дополнения к проблеме ракет на жидком топливе», причем защита происходила без обсуждения, так как тема была закрытой. К. Беккер, друг семьи фон Браунов, санкционировал выделение молодому талантливому ученому лаборатории в Куммерсдорфе и патент на все ракетные разработки. Наступил период упорной работы над ракетами серии А (сокращение от немецкого слова Agregat).
Первая спроектированная ракета А-1 имела стартовый вес 150 кг, длина ее была 1,4 м при диаметре 0,304 м. Она оснащалась двумя баками с 40 кг жидкого кислорода и спирта. Этого количества топлива и окислителя хватало на то, чтобы двигатель мог развить тягу 300 кгс (по другим данным 295 кгс. — Примеч. авт.) в течение 16 секунд. Во время работы над указанным проектом возникло множество проблем, в частности, надежность камеры сгорания, выполненной из алюминиевых сплавов, была низкой из-за прожигания ее в разных местах. Имелись проблемы со стабилизацией ракеты в полете, так как при вращении ее вокруг продольной оси подача топлива затруднялась из-за возникновения центробежных сил. Теоретические расчеты показали, что центр тяжести ракеты А-1 был слишком далеко отнесен вперед от центра давления, и она была признана ненадежной для полета. Пуски доработанного варианта ракеты весом 150 кг проводились с вертикальной направляющей длиной в несколько метров, во время испытаний было много неудач. По «горячим следам» была спроектирована и построена ракета А-2. Она походила на свою предшественницу, но дополнительно получила стабилизирующий гироскоп, установленный посередине между баками с горючим и окислителем. Продолжительность работы двигателя увеличилась с 26 до 45 секунд. В начале декабря 1934 года с острова Боркум в Северном море были успешно запущены две такие ракеты. Наибольшая достигнутая высота при запусках составила 2,3 км. Параллельно велись работы по созданию большого двигателя на 1000 кгс тяги и времени работы 45 с.
После ракеты А-2 в Куммерсдорфе была построена экспериментальная ракета А-3 длиной 7,65 м и диаметром 0,67 м. Но результаты продувок модели ракеты на устойчивость в аэродинамической трубе оказались неудовлетворительными. Тем не менее Вернер фон Браун заключил договор с фирмой «Крейзельгерат ГмбХ» (Берлин-Блиц) на изготовление системы управления. В начале декабря 1937 года состоялся первый старт А-3 на новом полигоне в «Грейфсвальдер Ойе» в Пенемюнде (о создании этого центра будет рассказано ниже. — Примеч. авт.). Исследования в итоге привели к выводам, что система управления слишком слаба и недостаточна для стабилизации ракеты. Запуски также показали, что после взлета на высоте 800–1000 м ракета переворачивалась. Тут же начались работы над новой ракетой А-4, задуманной как средство поражения дальних целей. Главным конструктором этого проекта и стал Вернер фон Браун.
Двумя годами ранее, в 1935 году, испытательную станцию в Куммерсдорфе посетил командующий сухопутными войсками генерал Фрич. Показанные разработки произвели на него впечатление, и он добился у фюрера выделения 20 млн марок на дальнейшие эксперименты.
В мае 1937 года на севере Германии началось строительство крупного центра по разработке и испытанию ракетного оружия. Двумя годами ранее за 750 тыс. марок была куплена территория вблизи небольшой рыбацкой деревушки Пенемюнде на острове Узедом в Балтийском море. Сначала появился поселок для рабочих и их семей, затем первые лаборатории, мастерские, полигоны и т. д. Пенемюнде не был обозначен ни на одной карте. Эксплуатация центра, получившего индекс HVP (Heeres Versuchanstalf Peenemunde), осуществлялась совместно армией и ВВС (люфтваффе). Вскоре на территории центра были построены электростанция, крупный завод по производству жидкого кислорода, завод по сборке ракет, институт исследования материалов, сверхзвуковая аэродинамическая труба, испытательный аэродром, пусковые ракетные установки и прочие конструкции. В перспективе предполагалось довести количество технического персонала центра до 30 тыс. человек, расширить производство ракет, установить прямое железнодорожное и воздушное сообщение с Берлином. Вся территория центра была разделена на две зоны: западную, в которой проводили свои исследования ВВС, и восточную, которая являлась зоной ответственности вермахта. Руководителем центра был назначен Дорнбергер.
Еще в 1936 году управление вооружений предоставило ракетному центру средства при условии, что немедленно начнется разработка ракеты большого радиуса действия. Штаб Дорнбергера запустил в производство программу разработки новой вышеупомянутой ракеты А-4, которая могла доставить одну тонну полезной нагрузки на расстояние 250 км. Рассчеты показывали, что для подобной ракеты необходим двигатель, развивающий тягу 25 тс. Работы над новым двигателем начались в Куммерсдорфе осенью 1936 года под руководством доктора Вальтера Тиля. Стендовые испытания двигателя начались весной 1939 года уже в Пенемюнде.