Во главе этой организации встали признанные специалисты в области изучения космоса – такие как генерал Нестеренко А.И. и полковник Тихонравов М.К. Последний был непосредственным участником запуска жидкостной ракеты в 1933 году (Нахабино), а в 1945 году – полета двух первых космонавтов на ракете типа Фау-2. Тихонравов считается соратником основоположника советской космонавтики Сергея Павловича Королева. Еще до начала войны они вместе работали в таких организациях, как ГИРД (группа энтузиастов, разрабатывающих первые проекты ракет) и впоследствии в РНИИ (институт, созданный на базе ГИРД для разработки ракетной техники).
 

Сергей Павлович Королёв
 

Изначально деятельность института пользовалась протекцией со стороны Академии наук и лично товарища Сталина. Но на фоне сложностей послевоенного периода проекты по исследованию космоса казались скорее фантастической утопией, чем делом первой необходимости.

На первый план задач, поставленных перед военной индустрией Советского Союза, выходили более практичные задачи вроде создания дальнобойных ракет. В процессе исследований данной отрасли Тихонравов констатировал непригодность классических ракет того времени с последовательной схемой для полетов на межконтинентальные расстояния. Конструкторское Бюро Королева предложило строить ракеты с пакетной схемой, которые одобрила и группа Тихонравова. Ракеты с компоновкой такого типа дают в четыре раза большую скорость, чем обычные. Это был очень важный шаг на пути к освоению межпланетного пространства. Тем не менее, все вопросы, касающиеся запуска спутников, продолжали разрабатываться исключительно в рамках личной инициативы активных сотрудников института.
 

Михаил Клавдиевич Тихонравов
 

Знаковым для освоения космоса считается сентябрь 1953 года. Именно тогда в НИИ-4 (Научно-исследовательском реактивном институте Главного артиллерийского управления) по заказу Королева стартуют работы над созданием первого рукотворного спутника Земли. Проект доверяют группе Тихонравова, которую через три года переводят из данной структуры в ОКБ Королева. Именно здесь отныне будут конструироваться не только искусственные спутники, но и космические корабли пилотируемого и автоматического (беспилотного) типа.