Посредством этой ракеты были запушены: тяжёлые исследовательские спутники «Протон-1» «Протон-2», «Протон-3» и «Протон-4»; автоматические лунные станции «Луна-15», «Луна-16» и «Луна-24»; автоматические межпланетные станции «Марс-2» — «Марс-7», «Венера-9» — «Венера-16»; 33 спутника связи «Горизонт»; долговременные орбитальные станции «Астрон-1», «Салют-1», «Салют-4», «Салют-6»; орбитальные пилотируемые станции «Алмаз» (Салют-2», Салют-3», «Салют-5»); большая серия спутников «Космос»; базовые модули орбитальных станций «Мир» и МКС; геостационарные космические аппараты «Радуга» и «Экран»; было осуществлено несколько запусков транспортного корабля снабжения (ТКС) и возвращаемого аппарата комплекса «Алмаз» (один из них трижды успешно: по записанным данным, возвратился на землю из космоса); был проведён ряд запусков тяжёлых космических аппаратов военного назначения. Программа лётных испытаний ракеты-носителя УР-500К была завершена 29 сентября 1977 года запуском орбитальной станции «Салют-6», пробывшей на орбите 1764 дня, совершившей 27 785 витков вокруг Земли, принявшей пять основных экспедиций и десять экспедиций посещения — более 35 космонавтов из 10 стран мира.
27 июня 1978 года ракетно-космический комплекс с ракетой-носителем УР-500К был принят на вооружение.
Последним по времени проектом ракеты-носителя, разрабатываемой под руководством В. Н. Челомея, по всей видимости, был проект УР-530 — универсальной всеазимутальной сверхтяжёлой ракеты со стартовым весом порядка 1200 тонн для выведения на низкую околоземную орбиту тяжёлых спутников весом до 36 тонн. В качестве первой ступени на эту ракету вместо аналогов УР-100 должны были ставиться аналоги гораздо более мощной ракеты УР-100Н.
«Главной задачей УР-530 была необходимость выведения на орбиту более тяжёлых спутников, чем это могла осилить УР-500К, при возможности транспортировки ракеты в разобранном виде железнодорожным транспортом в обычном режиме — не останавливая встречное движение. Военного значения эта ракета практически не имела», — вспоминает Г. А. Ефремов.
По согласованному с военными замыслу, этот носитель должен был решать задачи, противопоставленные американской программе «Спейс шаттл». Также эту ракету Владимир Николаевич предполагал использовать в качестве ракеты-носителя для своих любимых ракетопланов.
«Так получилась ракета с шифром УР-530. На неё у нас в Филях был разработан эскизный проект, который составил около 30 томов. Один том был посвящён экологии», — пишет главный конструктор филиала № 1 ЦКБМ Е. С. Кулага [39].
При разработке этой ракеты конструкторы впервые предусмотрели систему дожигания токсичных компонентов топлива, полностью исключавшую загрязнение окружающей среды вредными элементами, что для своего времени было новым прогрессивным шагом в ракетостроении.
Не имевший возможности отказаться от применения высокоэнергоёмких, но и весьма токсичных компонентов топлива — несимметричного диметилгидразина и азотной кислоты, В. Н. Челомей фактически избавил людей от контакта и с ними, и с токсичными продуктами их сгорания. На земле это было сделано посредством ампулизации ракет УР-100, широким использованием на стартовой позиции ракет УР-500 и УР-530 устройств поглощения или дожигания паров компонентов топлива при их выбросе, а на этапе пассивного полёта в конструкции ступеней ракеты предусматривалось использование устройств для полного удаления из баков гептила и азотных составляющих. Своими техническими решениями Челомей фактически выполнял завет Королёва, активно протестовавшего против применения гептила и даже рассорившегося на этой почве со своим другом, двигателистом Глушко.
Проектными работами по созданию УР-530 руководил В. К. Карраск, проектированием двигательных установок занимался Д. А. Полухин с группой разработчиков, систему управления отрабатывал О. С. Малышев, систему заправки — В. И. Зубарев…
Использование в конструировании блоков, подобным блокам ракет УР-500К и УР-100Н, позволило обеспечить высокую технологичность конструирования и достаточно высокое весовое совершенство ракеты.
Можно сожалеть, что последние разработки, сделанные под его руководством, по субъективным причинам так и не стали «изделиями», а ведь всё, что выходило из стен его КБ, находило надёжное и долгоживущее воплощение. Часть вооружений, отслужив свои сроки, уступила место более современным, другая часть до сих пор является основой боевой мощи Российской армии.