На становление предприятия, которое возглавлял Михаил Фёдорович Решетнёв, оказал влияние Михаил Кузьмич Янгель, руководитель ОКБ-586 (г. Днепропетровск). В 1961 году он передал красноярскому КБ конструкторскую документацию на ракету, которой предстояло стать средством выведения спутников в космос и первым самостоятельным изделием сибиряков.
Опыт днепропетровцев сыграл большую роль на старте проекта, но доведение его до конечного результата, подготовка изделия к серийному производству и последующей многолетней эффективной эксплуатации целиком легло на плечи молодого коллектива Решетнёва.
Всего за два с небольшим года сибирякам удалось модернизировать разработку Янгеля. В результате энергетические возможности новой ракеты-носителя, которая получила название «Космос-3», по грузоподъёмности и высотам выведения в три раза превысили возможности, заложенные конструкторами ОКБ-586. Для этого потребовалось значительно изменить облик изделия: добавить вторую ступень, чтобы космический транспорт мог вывести спутник на орбиту высотой 1 000 км.
Особенностью двигательной установки второй ступени была возможность работы в трёх режимах: основной, при котором двигатель в полёте может включаться дважды (первое включение формирует траекторию промежуточной орбиты в апогее, второе – переводит вторую ступень на круговую орбиту); режим работы рулевых камер для стабилизации ракеты до, после и во время работы двигателя в основном режиме; режим малой тяги – для ориентации ракеты-носителя и создания небольших ускорений, обеспечивающих возможность повторного запуска двигателя в основном режиме. Таким образом, у второй ступени решетнёвской ракеты-носителя были все основные характерные черты нынешних разгонных блоков.
Первый «Космос-3» доставили на космодром Байконур в мае 1964 года. Запуск состоялся 18 августа.
«Я ничего не видел красивее родной ракеты, поднявшейся из клубов дыма, огня, пыли, устремившейся в небо, уносящей труд моих товарищей, коллег, мой труд. Это была победа над неверием, суеверием. Это была наша надежда, наше будущее…»К. Г. Смирнов-Васильев, один из разработчиков ракеты-носителя «Космос-3»
С 1962 по 1966 год было изготовлено 14 ракет-носителей. В мае 1967 года с полигона Плесецк впервые стартовала сибирская ракета-носитель «Космос-3М». Разработку модернизированной версии решетнёвцы вели параллельно с испытаниями ракеты «Космос-3». Сибиряки отвечали за координацию всех работ по изготовлению новой ракеты в ПО «Полёт» в Омске, а также за создание технического и стартового комплекса. В 1970 году новая ракета-носитель прошла все необходимые испытания и была готова к использованию.
Государство по достоинству оценило труды создателей «Космоса-3М» – в 1972 году участники работ были отмечены Государственной премией СССР в области науки и техники.
В свой первый пуск ракета-носитель «Космос-3» вывела на низкую круговую орбиту три экспериментальных космических аппаратах типа «Стрела-1» – «Космос-38», «Космос-39», «Космос-40». На них были установлены радиопередатчики для контроля выведения и работы на орбите.
Разработку первых собственных спутников решетнёвцы начали в середине 1961 года. Конструкторская документация на них также пришла из ОКБ-586 Янгеля. Аппараты типа «Стрела-1» предназначались для создания экспериментальной спутниковой системы специальной связи. Масса изделия составляла 75 кг, срок активного существования – около трёх месяцев.
Радиотехническая основа спутника и конструкция бортового радиотехнического комплекса были созданы в одном из научно-исследовательских институтов страны, а разработчиком антенно-фидерных устройств для «Стрелы-1», как и для всех последующих спутников, стало предприятие под руководством Решетнёва.
Запуск на орбиту первых штатных спутников типа «Стрела-1» («Космос-42» и «Космос-43») состоялся в 22 августа 1964 года с полигона Капустин Яр. В 1965 году с космодрома Байконур был успешно осуществлён групповой пуск блока из пяти аппаратов. Затем в космос отправились ещё столько же «Стрел». После этого на орбите начала функционировать первая глобальная спутниковая система, позволившая обеспечить регулярную радиосвязь.
По результатам испытаний опытной системы с использованием космических аппаратов «Стрела-1» была разработана штатная система связи на базе модернизированных спутников «Стрела-1М».