В 1946 году военная разведка США узнала о том, что Советский Союз приглашает бывших сотрудников фон Брауна для работы по проектированию ракет и изготовлению новых снарядов «Фау-2». Разведка попросила фон Брауна, при посредничестве майора Джеймса Хэмилла, дать оценку возможностей персонала, который может работать на русских. Отчет Хэмилла характеризует его осведомленность о том, что происходило в советской зоне Германии, а также то, как фон Браун оценивал своих бывших сотрудников.
Нет сомнения, что основная часть наиболее способных сотрудников группы Пенемюнде сейчас находится в Соединенных Штатах. Однако есть также очень хорошие специалисты, работающие на русских. По мнению профессора фон Брауна, два наиболее способных из них — это дипломированный инженер Хельмут Греттруп и инженер Мартин. Эти два человека, в соответствии с имеющейся информацией, возглавляют русский проект — новые разработки (Греттруп) и производство А-4 в Нордхаузене (Мартин). (Более поздние отчеты отдают Греттрупу общее руководство производством «Фау-2» на «Центральверке». — Прим. авт.)
Что касается будущих разработок, таких как А-9, А-10 и А-11 (соответственно: крылатая ракета «Фау-2» с увеличенной дальностью; носитель для А-9, способный увеличить ее дальность до межконтинентальной; большой носитель для комбинации А-9/А-10, который мог бы вывести А-9 на орбиту), то Греттрупа следует рассматривать как очень способного и умелого лидера конструкторской группы.
Хэмилл привел слова фон Брауна: «Я уверен, нисколько не умаляя достоинств нашей группы в Форт-Блиссе, что Греттруп постепенно сможет создать из бывших сотрудников предприятия на Пенемюнде работоспособную группу, которая продолжит разработки для русских».
Далее фон Браун предсказывал, что в 1949 году русские смогут запустить в производство А-10. Похоже, что эти оценки фон Брауна никогда не были реально учтены.
Летом 1946 года Королев вернулся в Советский Союз, чтобы руководить испытаниями трофейных летающих бомб «Фау-1» на ракетном полигоне возле деревни Капустин Яр, примерно в 96 км к востоку от Сталинграда. Осенью, снова приехав в Германию, он подготовил список наиболее способных немецких ученых и инженеров и передал его своему руководству.
В 1946 году, по словам Черчилля, опустился «железный занавес», разделивший бывших союзников в войне против нацистской Германии и обозначивший их новый статус противников, если не врагов. Если бы началась новая война, западные союзники имели бы преимущество благодаря тому, что их авиабазы находились в пределах расстояния нанесения удара от Москвы и других крупнейших городов Советского Союза. Только у США были наземные, авиационные и военно-морские базы, окружавшие СССР. Американцы в войне с Японией продемонстрировали, что у них есть атомное оружие, и они готовы применить его. У Советского Союза не было ни ядерного оружия, ни способа доставить его через Атлантический океан. Советские физики создавали свою атомную бомбу, а Королев должен был построить межконтинентальную баллистическую ракету (МБР) для доставки атомного оружия. Это нужно было сделать не в Германии, а на советской земле.
Двадцать первого октября 1946 года генерал Гайдуков, отвечавший за использование немецкой ракетной технологии, пригласил Греттрупа и его подчиненных отметить их сотрудничество, позволившее значительно усовершенствовать «Фау-2». Тост со стороны немцев с неизбежностью следовал за тостом со стороны русских, и цикл повторялся до четырех утра 22 октября, когда мертвецки пьяных немцев и их семьи погрузили в поезд, следовавший в Россию. По прибытии немцы были разбиты на группы и посланы в разные места, где они работали над проблемами, которые им ставили их русские хозяева. Выработанный в Германии стиль отношений не менялся. Немцы выполняли свои задания, но они никогда не были интегрированы в советскую ракетную программу.
Осенью 1947 года Королев руководил серией опытных запусков «Фау-2» на полигоне Капустин Яр. Там присутствовали немецкие ракетчики, которые должны были обучить русских обращению с ракетами. До конца года было запущено около 20 ракет, несших боеголовки или научные приборы. В конце 1940-х годов работа Королева с «Фау-2» и ее усовершенствованной русской версией К1 (или Р-1) принесла свои плоды. Ракета Р-1 была принята на вооружение в качестве боевой ракеты Красной Армии.
В то время как работа Королева шла успешно, его личная жизнь была беспокойной. В 1946 году он развелся с первой женой, матерью его единственного ребенка. В следующем году он женился второй раз. По некоторым сообщениям, в 1948 году Королев снова был отправлен в «шарашку». Об этом почти ничего не известно, впрочем, возможно, что при Сталине была невелика разница, с какой стороны колючей проволоки находиться.
Со временем к немецким ракетчикам присоединились, а затем и заменили их молодые русские инженеры. Наконец, между 1951 и 1953 годами, немцам, которых вывезли в Советский Союз против их воли, было позволено вернуться в Германию.
Примерно в это же время заместитель фон Брауна Эберхард Рес провел много времени в Германии, вербуя квалифицированный персонал для работы над ракетной программой сухопутных войск США. Один из тех, с кем встречался Рес, недавно вернулся из Советского Союза и жил в Западной Германии. Он опасался говорить с Ресом, так как думал, что находится под наблюдением советских агентов. Еще один из тех, кто вернулся, живший в Восточной Германии, не пришел на назначенную встречу. Рес предположил, что он снова попал к русским.
Фон Браун получил письмо от Вернера Баума, предлагавшего ему свои услуги после возвращения из Советского Союза. Баума помнили как посредственного инженера, и армейская разведка полагала, что он мог действовать по указанию Советского Союза. Американские военные считали, что немцы, которые поработали на СССР, мало что могли предложить, и что из-за угрозы для безопасности их не следует нанимать.
Спустя годы, оценивая вклад своих бывших коллег в советскую ракетную программу, Вернер фон Браун сказал: «Есть все основания полагать, что их вклад в русскую космическую программу можно почти не принимать в расчет. Они должны были писать отчеты о том, что было в прошлом, но, можно сказать, они были выжаты как лимон. В конце концов их отправили домой, даже не проинформировав о содержании секретных русских проектов».
Советский Союз пытался создать МБР, которая могла бы послать ядерную боеголовку в его врагов. Советские технологии изготовления ракет и боеголовок были примитивными по сравнению с существовавшими в Соединенных Штатах. По иронии судьбы, в первые годы соревнования в космосе эти недостатки дали русским некоторые преимущества. Прежде всего, создав ядерные бомбы через несколько лет после Соединенных Штатов, советские физики не умели, однако, делать их небольшими. Следовательно, советские ракетные конструкторы, в частности Королев, должны были строить ракеты, которые были значительно больше американских. Большие ракеты позднее дали возможность поднимать в космос более тяжелые грузы. Кроме того, советские инженеры не могли построить более мощные ракетные двигатели, способные выдержать дополнительное давление и нагревание. Королев застрял на несколько улучшенной версии двигателя «Фау-2». Поэтому он начал проектировать и строить ракеты, приводившиеся в движение громоздкими блоками этих небольших двигателей. Они не были элегантными или красивыми, но они были мощными, и они работали.
Когда умер Сталин, многие в России вздохнули с облегчением. Королев был реабилитирован. Он вступил в Коммунистическую партию и был избран в Академию наук СССР.
Одним из наиболее надежных свидетелей, подтверждающих важность Королева для развития советской ракетной техники, являлся бывший советский премьер Никита Хрущев. В своих мемуарах он писал:
Когда был жив Сталин, он сам принимал все решения по вопросам обороны, в особенности это касалось ядерного оружия и средств доставки.