С конца 1950-х гг. в ОКБ-52 начались поисковые работы по космической тематике. В 1959 г. ОКБ-52 приступило к разработке универсальных ракет, предназначенных для доставки на орбиту Земли средств противокосмической обороны, глобальной морской разведки, а также для доставки на территорию противника ядерных зарядов. Под руководством Челомея был разработан целый ряд проектов унифицированных ракет: УР-100, УР-200, УР-500, УР-700, от легкого до сверхтяжелого классов. УР-100 и УР-500 были приняты на вооружение, освоены в серийном производстве.
Ракета УР-100 приходила с завода полностью укомплектованной и установленной в герметичном транспортно-пусковом контейнере, заполненном инертным газом – впервые в отечественном ракетостроении ракета при дежурстве изолировалась от воздействия внешней среды. Контроль технического состояния, предстартовая подготовка и пуск были полностью автоматизированы. Управление пусками десятка ракет и другие операции осуществлялись с одного командного пункта. Ракета могла находиться в режиме дежурства до 10 лет и более. В проект ракеты была заложена возможность модернизации, она и модернизировалась неоднократно.
Первый пуск состоялся в апреле 1966 г., а уже осенью 1966 г. началась постановка комплексов УР-100 на боевое дежурство.
Разработка тяжелой универсальной двухступенчатой МБР УР-500 («Протон») была начата в ОКБ-52 в соответствии с Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР № 409-183 от 24.04.1962 г. Поисковые работы по этой тематике по инициативе и под руководством В.Н. Челомея начались в ОКБ-52 еще в 1961 г., так что задел у него был.
Удачная компоновочная схема позволяет собирать основные блоки ракеты на заводе. Боковые и центральный блок первой ступени, а также последующие ступени могут транспортироваться железнодорожным транспортом и очень просто стыкуются на технической позиции космодрома. В проект заложена возможность увеличения грузоподъемности путем установки верхних ступеней, что и было сделано впоследствии. Оценивая перспективы применения УР-500, Челомей предлагал создать для нее семейство целевых нагрузок, способных решать задачи научного, народнохозяйственного и военного характера.
Трехступенчатая ракета-носитель УР-500К («Протон-К») разрабатывалась по Постановлению ЦК КПСС и СМ СССР № 655-268 от 3.08.1964 г. в рамках лунной программы. 10 марта 1967 г. начались испытания ракеты. Они подтвердили заявленные тактико-технические характеристики, значительно превышающие таковые всех существовавших в то время ракет в СССР и за рубежом.
За время эксплуатации ракетой-носителем «Протон» во всех ее модификациях выполнено более 300 пусков, в космос выведен целый ряд спутников и межпланетных станций, основные блоки ОС «Салют» и «Мир» и модули для МКС. «Протон» – единственная в нашей стране серийная ракета, способная выводить аппараты на геостационарную орбиту. И сейчас «Протон» остается одним из самых мощных, совершенных и надежных носителей в мире.