В том же 1929 году, как пишут академик В. П. Мишин и член-корреспондент Академии наук СССР Б. В. Раушенбах, С. П. Королев познакомился с гениальными идеями К. Э. Циолковского, которые сразу же глубоко увлекли его. Впоследствии он напишет о работах основоположника теории реактивного движения: «Самое замечательное, смелое и оригинальное создание творческого ума Циолковского — это идеи и работы в области ракетной техники. Здесь он не имеет предшественников и намного опережает ученых всех стран и современную ему эпоху».
В 1931 году Сергей Павлович Королев познакомился с ученым и изобретателем Фридрихом Артуровичем Цандером, который также изучал труды К. Э. Циолковского и очень интересовался вопросами космических полетов. Еще в 1921 году он представил на конференцию изобретателей доклад о проекте межпланетного корабля-аэроплана. Знакомство Королева с Цандером и последующая совместная работа привели к созданию в 1931 году в Москве общественной Группы изучения реактивного движения (ГИРД). Она объединила молодых ученых, инженеров, конструкторов, рабочих, увлекавшихся идеями ракетных полетов, межпланетных сообщений.
С июля 1932 года ГИРД, ставшую к этому времени научно-исследовательской организацией, официально возглавил Королев. В поразительно короткие сроки в ГИРД были созданы первые в СССР образцы ракет, работавших на жидком топливе. 17 августа 1933 года первая советская экспериментальная ракета ГИРД-09 прошла летные испытания, достигнув высоты около 400 метров.
С. П. Королев, как и многие энтузиасты ракетной техники, понимал, что успехи в ее освоении возрастут, если объединить усилия ученых, инженеров и техников, работающих разрозненно. Хорошо зарекомендовала себя созданная еще в 1921 году в Москве, а в 1927 году перебазировавшаяся в Ленинград опытно-конструкторская организация для разработки ракетных снарядов на бездымном порохе. В 1928 году она получила название газодинамической лаборатории (ГДЛ).
Идею объединения поддержало руководство Народного комиссариата по военным и морским делам СССР. В конце 1933 года при активном участии начальника ГИРД С. П. Королева и руководителей ГДЛ И. Т. Клейменова и Б. С. Петропавловского создается Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ). Чтобы охарактеризовать работу РНИИ, достаточно сказать только об одном: еще в предвоенные годы здесь были созданы «катюши» — легендарные подвижные ракетные установки времен Отечественной войны.
Содружество двигателистов ГДЛ и ракетчиков ГИРД продолжалось много лет. На протяжении трети века на всех разработанных С. П. Королевым крылатых ракетах, самолетных ракетных двигательных установках, внутриконтинентальных ракетах дальнего действия, межконтинентальных ракетах, мощных геофизических, а также на всех космических ракетах устанавливались двигатели, созданные школой талантливых двигателестроителей, выросших под крылом ГДЛ.
Думали о ракетах и за границей. Еще в 1919 году американский ученый Роберт Годдард опубликовал работу «Способ достижения больших высот», в которой излагал теорию ракет. Начал же он заниматься вопросами ракетной техники с 1907 года. С 1914 по 1940 год Годдард получил 83 патента на изобретения в области ракетной техники. В 1926 году он успешно произвел запуск ракеты с жидкостным реактивным двигателем.
Одним из пионеров ракетной техники был и немецкий ученый Герман Оберт. В 1923 году им была опубликована книга «Ракета в межпланетное пространство», вызвавшая в Германии большой интерес. С 1929 года Оберт начинает эксперименты с жидкостными реактивными двигателями и ракетами.
В 1927 году группа энтузиастов межпланетных путешествий образовала в Германии Общество по межпланетным полетам. Его членами были впоследствии известные ученые, занимавшиеся ракетной техникой. После 1930 года общество было распущено. На ракетные исследования в Германии была опущена завеса. Работы проводились в армии, их результаты держались в строгом секрете. Так продолжалось до тех пор, пока во время второй мировой войны Германия не стала применять против Англии ракеты Фау-2.
С 1945 года ракетные исследования начали бурно развиваться в США. Большую роль в этом сыграли перешедшие на службу к американцам немецкие ученые. Попали к американцам и ракеты Фау-2. В течение нескольких лет их запускали главным образом с целью обучить персонал работе с большими ракетами при исследованиях верхних слоев атмосферы. Но не только в научных целях запускали Фау-2. В 1953 году начальник войск управляемых снарядов американской армии X. Н. Тофтой в газете «Старсэнд Стайес» писал: «Немецкие ракеты Фау-2 сэкономили американской военной технике (ведь когда эти ракеты были доставлены из Германии, мы еще были в этом деле просто приготовишками!) 50 миллионов долларов и пять лет, которые ушли бы на исследовательскую работу».