Как уже отмечалось, решающую роль при выборе места испытаний «семерки» сыграли требованиями по взаимной привязке размещения пунктов системы радиоуправления ракетой и стартовой позиции. Вполне естественное дальнейшее использование уже обустроенного и успешно функционирующего полигона Капустин Яр исключалось, так как в этом случае один из пунктов радиоуправления оказался бы среди водных просторов Каспия.

Специальная комиссия рассмотрела несколько возможных районов размещения стартовой позиции: у поселков Степное и Видное в Ставропольском крае, около Красноводска, у залива Кара-Бугаз-гол на восточном берегу Каспия, у Казалинска (Казахстан), под Вологдой, в Поволжье, на Западной Украине. Она же определяла местонахождение мишенного поля, для которого также предлагалось несколько районов — Чукотка, Сахалин, Камчатка, Курильские острова. Выбор был сделан в пользу старта из окрестностей Казалинска, с расположением стартового сооружения у железнодорожного разъезда Тюра-Там на трассе г. Чкалов (первоначально и позднее именовавшегося Оренбургом) — г. Ташкент. Под размещение стартовых позиций, района падения первых ступеней и пунктов радиокоррекции был определен полигон (объект «Тайга»), простирающийся на сотни километров в границах, ограниченных линиям, связывающими Аральск, Кызыл-Орду, Караганду и Кокчетав.

Подходящий район падения головных частей подобрали на Камчатке. Пуски должны были производиться по трассе длиной 6341 км по району с условным название «Кама» (в дальнейшем — «Кура») вблизи поселка Ключи, где организовали так называемую «Отдельную экспедицию».

Выбор района стартовых позиций полигона нельзя признать удачным. Строители, а затем и испытатели, преодолевали невыносимый 50-градусный летний зной, зимнюю стужу, испытывали трудности с водоснабжением и проклинали все насыщающую солончаковую пыль... Оперативность проведения работ осложнялась большой удаленностью от центральных районов СССР. А после 1991 г. приобрела малоприятную актуальность принадлежность этих земель Казахстану...

Строительство Пятого научно-исследовательского полигона (НИИП-5) Министерства обороны велось в соответствии с постановлением от 12 февраля 1955 г. К югу от железной дороги располагался поселок местных жителей, а к северу — основные объекты полигона и жилой городок, в дальнейший получивший название Ленинск. На самом разъезде в то время находились только три одноэтажных дома и водокачка.

Начальником полигона стал генерал-майор А.Н. Нестеренко. В конце 1940-х гг. он руководил головной военной научной организацией — 4-м научно-исследовательским институтом, но был снят с должности за донос на С.П. Королева. Главный конструктор обвинялся в экономической диверсии — расходовании государственных средств на создание никому не нужных ракет дальнего действия. Но государственное руководство смотрело дальше, чем генерал, предвидя возможность оснащения ракет атомными головными частями. Не в меру бдительного генерала послали командовать артиллерией в Белорусский военный округ. С назначением на полигон Нестеренко вновь встретился с «вредителем» Королевым, но доносов на него строчить уже не стал.

После полета Ю.А. Гагарина в открытой печати полигон стали именовать космодромом Байконур — по названию городка, лежащего на удалении 350 км от реальной точки старта, близко к плоскости выведения ракеты-носителя. Однако на самом деле стартовое сооружение «семерки» было отснято за несколько лет до того с разведывательного самолета U-2.

Р-7 предусматривалось оснастить рядом новых систем, которые прошли летную отработку на модифицированных ракетах Р-5 на Государственном центральном полигоне (ГЦП) Капустин Яр в 1956 г. Систему радиокоррекции испытали тремя пусками ракет Р-5Р с 31 мая по 15 июля, а систему одновременного опорожнения баков (СОБ) — в двух сериях по пять пусков ракет М5РД, проведенных с 16 февраля по 23 марта и с 20 июля по 18 августа.

В конце 1956 г. макетную ракету Р-7 отправили на полигон Тюра-Там.

Для проведения испытаний ракеты постановлением от 31 августа 1956 г. сформировали Государственную комиссию во главе с заместителем председателя Совета Министров СССР В.М. Рябиковым. Заместителем председателя комиссии назначили главного маршала артиллерии М.И. Неделина, техническим руководителем — С.П. Королева. Наземная отработка именовалась первым, а летная — вторым этапом испытаний ракеты.

Первый пуск «семерки» (машины с заводским номером М1-5) с первой площадки НИИП-5 состоялся 15 мая 1957 г. в 19 ч 01 мин. Полторы минуты сердца участников испытаний переполнялись светлой радостью — ракета благополучно сошла со стартового сооружения и уверенно направилась к цели.

Но на 98-й секунде полета боковой блок «Д» оторвался от связки, которая еще некоторое время пыталась сохранять заданное направление полета. Но эффект от образовавшейся асимметрии оставшихся блоков оказался непреодолимым. На 103-й секунде полета сработала система аварийного подрыва. Фрагменты ракеты упали в 400 км от старта.

Последующий анализ показал, что еще на старте в хвостовом отсеке блока «Д» начался пожар из-за неплотности трубопровода горючего, образовавшейся, по-видимому, в процессе железнодорожной перевозки.

Следующую ракету — М1-6 трижды пытались отправить в полет на протяжении 10—11 июня, но двигатели центрального блока упорно не выходили на главную ступень тяги. Как выяснилось в дальнейшем, клапан продувки топливных магистралей азотом установили ошибочно. Окислитель насыщался азотом, а в такой смеси керосин не горел. Ракету пришлось снять со старта и вернуть на завод в Подлипки.

Ракета М1-7 стартовала 12 июля в 15 ч 53 мин, но на 32-й секунде полета из-за замыкания на корпус цепи управления по крену отказал автомат стабилизации, а еще через 5 с блоки ракеты разлетелись в разные стороны. Семь дымовых столбов поднялись на месте падении фрагментов ракеты на удалении около 7 км от старта.

Наконец, четвертая попытка долететь до Камчатки, предпринятая 21 августа в 15 ч 25 мин, принесла успех — головная часть ракеты М1-8 достигла боевого поля полигона. Однако, несмотря на то, что дальность и, соответственно, скорость входа в атмосферу были существенно меньше максимальных, расчетных значений, головная часть в форме остроконечного конуса длиной 7,2 м при диаметре 2 м разрушилась за 15-20 с до расчетного момента подхода к земле. По центру группирования осколков определи перелет на 55 км и отклонение вправо на 3,7 км. Так как в конце разгонного участка телеметрия зафиксировала соударение головной части с отделившимся блоком «Ц», разрушение отнесли за счет ее механического повреждения.

Тем не менее 27 августа было опубликовано победное сообщение ТАСС, которое, как ни странно, не получило каких-либо откликов за рубежом. Изумились, пожалуй, только сами создатели ракеты. На протяжении многих лет сам факт проведения в СССР полномасштабной опытно-конструкторской работы по теме МБР считался величайшим секретом. А тут вдруг об этом заявляют на весь мир.