В это же время в США был одобрен план запуска малых искусственных спутников Земли (ИСЗ) и официально объявлена космическая программа Авангард, для участия в которой привлекался немецкий конструктор Вернер фон Браун. Не желая уступать в соревновании с соперниками Королев решил пойти по пути создания простейшего спутника.
Опираясь на успешные испытания межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, он обратился в ЦК КПСС с письмом, в котором, в частности, говорилось: Просим разрешить подготовку и проведение пробных пусков двух ракет, приспособленных в варианте искусственных спутников Земли (ИСЗ), в период апрель июнь 1957 года Ракету путем некоторых переделок можно приспособить для пуска варианта ИСЗ, имеющего небольшой полезный груз в виде приборов весом около 25 кг Разрешение было получено.
Первый спутник (ведущий конструктор М. С. Хомяков) внешне представлял собой серебристо-серый алюминиевый шар с четырьмя усами раскрывающихся в полете штыревых антенн длинной до 2,9 м. Поперечник его 580 мм, а масса 83,6 кг.
Внутри полости, заполненной азотом, размещались два радиопередатчика, их сигналы имели вид телеграфных посылок длительностью около 0,3 с. Когда работал один из передатчиков, то у другого была пауза. Серебряно-цинковые аккумуляторы обеспечивали энергоснабжение в течение 23 недель. Внутренняя температура поддерживалась в пределах 2030°С с помощью принудительной вентиляции по сигналам от термодатчиков. Реализация проекта потребовала круглосуточного аврала в КБ и на заводе, а затем на полигоне
И вот 4 октября 1957 года, 5-й научно-испытательный полигон у Тюратама. Накануне прошли горизонтальные испытания ракеты-носителя и спутника в МИКе, вывоз и установка их на стартовую систему, другие предстартовые операции. Ракета заправлена компонентами топлива.
Часа за полтора до полной готовности к пуску состоялось заседание Государственной комиссии. По предложению Королева принимается решение провести пуск в ранее назначенное время сегодня в 22 часа 28 минут. Объявляется часовая готовность: раскручиваются гироприборы, включается система радиоуправления, отключаются от борта ракеты штепсельные разъемы.
За 10 минут до старта в пультовую командного пункта спускаются С. П. Королев и Н. А. Пилюгин (главный конструктор системы управления). У перископов заместитель Королева по испытаниям (испытатель 1) Л. А. Воскресенский и начальник опытно-испытательных работ полигона А. И. Носов. Здесь же принимается решение: пренебречь некоторым сбоем в выполнении предстартовых команд, возникшем по пятиминутной готовности, и продолжать пусковые операции.
Одна за другой следуют команды стреляющего Е. И. Осташева: Протяжка Ключ на старт Ключ на дренаж Продувка и ПУСК. Кнопку нажимает Б. С. Чекунов. На пульте, куда приковано внимание присутствующих, одни транспаранты загораются, другие гаснут. Наконец, загораются транспаранты Главная ступень и Подъем. Значит запуск первого в мире ИСЗ ПС-1 с помощью полутора-ступенчатой ракеты-носителя Р-7 состоялся. Это произошло в 22 часа 28 минут 34 секунды по московскому времени.
Через несколько минут на приемнике, установленном на измерительном пункте полигона, были приняты радиосигналы спутника. Отделившийся от ракеты-носителя ПС-1 своим знаменитым «бип-бип» возвестил начало космической эры. Прием длился около двух минут, пока спутник не ушел за горизонт. Через полтора часа прием сигналов возобновился объект совершал второй виток
На полигоне, только что ставшим космодромом, кричали "Ура!", качали промышленников и военных. Это была большая радость за свершенное дело. Однако люди еще не полностью сознавали значение того, что они сделали. С началом второго витка на всю планету прозвучало сообщение ТАСС, которое затем передавалось неоднократно. Во всем мире срочно переверстывались первые полосы газет, дикторы радио и телевидения торопливо разучивали доселе неизвестное им русское слово «спутник», звучащее теперь одинаково на всех языках Земли.
При выводе спутника на орбиту в ракете-носителе случились отдельные сбои, что привело к повышенному расходу керосина и досрочному выключению двигателя. В результате спутник был выведен на орбиту с апогеем примерно на 8090 км ниже расчетного. Просуществовал он 92 суток, совершив около 1400 оборотов вокруг Земли. Принципиальным достижением явилось сообщение аппарату первой космической скорости (~ 8 км/с). Спутник летал по эллиптической орбите, удаляясь от Земли в апогее до 947 км и приближаясь к ней в перигее до 228 км.