战争结束后，美国和苏联雇佣、胁迫或干脆绑架了数百名幸存的德国科学家…但数量仍然没有曾在纳粹火箭项目工作的科学家多。随着冷战逐渐升级，美苏为了证明各自的技术优势（扩展开来，也就是政治、军事和经济系统），于是，太空成为这两个超级大国竞争的另一个领域。起初，其目的是为了发射比德国V-2更大的火箭，这种火箭能将弹头带到遥远的城市。但很快，一些近乎疯狂的远见者为那些弹道导弹想到了“更好”的使用方法；1955年，两国分别公开宣布其将在1957年或1958年向轨道发射人造卫星，宣布时间只间隔了四天。

苏联赢得了太空竞赛的第一回合，在1957年10月将史普尼克一号人造卫星发射入轨；四个月后，德国科学家冯·布劳恩（加入美国服务）和他的团队将探险者一号放在朱诺一号四级运载火箭上，在卡纳维拉尔角进行发射。接下来几年，几只倒霉的狗和猴子被送入轨道进行单程旅行，最终促成了苏联在1961年4月将尤里·加加林送入地球轨道…尤里幸运地完成了一次往返飞行。仅仅晚了几个月，在1962年2月，美国人约翰·格伦乘坐友谊7号绕地球飞行，美国在太空竞赛中再次落得下风。当美国总统肯尼迪大胆宣称美国将在10年内让宇航员登陆月球时，太空竞赛再次升温。

接下来的几年充斥着双方惊人的失败（火箭爆炸的场面非常壮观），但最终美国在1968年发射了阿波罗8号，这是第一次载人绕月航行。1969年7月20日，美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗表示：“我迈出的一小步，对人类来说却是一大步”。1975年7月，随着俄罗斯和美国关系缓和，两国第一次联合完成的阿波罗联合号对接意味着太空竞赛就此结束。