Z prázdneho kozmického priestoru k viacčlenným lodiam s ľudskou posádkou. Takto sa dá charakterizovať druhé, azda najbúrlivejšie desaťročie dobývania kozmického priestoru. Prebehlo v ňom neskutočne veľa prelomových misií.

Rok 1955 bol označený ako Medzinárodný geofyzikálny rok. Akadémia vied USA aj ZSSR vtedy oznámili, že hodlajú vypustiť umelé družice Zeme. V ZSSR sa za týmto účelom sformoval projekt Sputnik a v USA projekt Vanguard. USA nebrali konkurenciu Sovietskeho zväzu príliš vážne, považovali ho za technologicky veľmi zaostalú krajinu. Pre Američanov bolo preto obrovským šokom, keď 4. 10. 1957 vzlietla z kozmodrómu Bajkonur na území dnešného Kazachstanu prvá umelá družica Sputnik 1. Jej nosná raketa bola odvodená od medzikontinentálnej dvojstupňovej balistickej rakety R-7, čiže siedmej generácie od V-2. Samotná „prestavba“ balistickej rakety na kozmickú bola jednoduchá – stačilo odstrániť z vrcholu nálož a jej komplikované navigačné zariadenie, čím sa nosnosť rakety zvýšila. Družica Sputnik 1 nemala inú úlohu než vysielať sledovací signál. No len o málo viac než mesiac po nej odštartovala družica Sputnik 2 s oveľa ambicióznejším cieľom. Vyniesla na orbitu prvého živého tvora – psa neskôr známeho pod menom Lajka. Hoci Lajka uhynula už po pár hodinách od štartu namiesto o plánovaných päť dní (družica ešte nemala pristávacie systémy), aj tak išlo o obrovský úspech a pokrok vpred.

Američanom sa spočiatku nedarilo. Ich odpoveďou na Sputnik mala byť menšia družica Vanguard, no keď po odkladoch 6. 12. 1957 konečne odštartovala, jej raketa explodovala, vinou čoho dostala prezývku „Kaputnik“. Podobne neslávne dopadol aj druhý pokus o vypustenie prvej americkej družice. Členovia von Braunovho tímu však pracovali na vlastnom projekte Explorer. Práve oni 31. 1. 1958 s raketou Juno vyniesli prvú americkú družicu Explorer 1. V tomto roku vykonali ešte šesť úspešných štartov, kým Sovietsky zväz jeden.

Ďalšou métou pre obe krajiny bol let prvého človeka do kozmu. Začali sa vyvíjať prvé jednomiestne kozmické lode – v USA kužeľovitá Mercury, v ZSSR guľatý Vostok. Obe mali pôvodne slúžiť ako špionážne satelity. Koncom päťdesiatych rokov sa v oboch veľmociach sformovali prvé tímy budúcich kozmonautov, ktoré vo finálnom výbere mali v Sovietskom zväze šesť a v USA sedem (hoci pôvodne sa plánovalo tiež šesť) mužov. V ZSSR prebiehal ich výcvik v najväčšej tajnosti, v USA naopak v žiare reflektorov a za až príliš silného záujmu novinárov.

Popri výbere a tréningu prvého tímu kozmonautov skúšali obe krajiny s nepilotovanými telesami dosiahnuť ďalšiu métu – Mesiac. Sovieti boli spočiatku opäť úspešnejší než USA, ich prvé tri sondy programu Luna si pripísali prvenstvá ako prvé umelé teleso letiace druhou únikovou rýchlosťou, prvé umelé teleso na povrchu iného kozmického telesa a prvé snímky odvrátenej strany Mesiaca. Pokračovali aj spočiatku neveľmi úspešné snahy o umiestnenie zvierat na obežnú dráhu Zeme a ich návrat na Zem korunované prvým úspechom 20. 8. 1960. Vtedy psy Belka a Strelka a spolu s nimi ďalšie menšie cicavce ako prvé živé tvory v družici Sputnik 5 pristáli z obežnej dráhy na zemskom povrchu.

Napokon nadišiel známy 12. apríl 1961, v ktorom sa Soviet Jurij Gagarin stal prvým človekom vo vesmíre. Pristál po jednom oblete Zeme. Prvý Američan Alan Shepard štartoval až po ňom a absolvoval iba suborbitálny let. Až 20. 2. 1962, po desiatich odkladoch, štartoval John Glenn, prvý Američan na orbite. V programoch Mercuy aj Vostok prebehlo ešte po päť pilotovaných letov (siedmy astronaut projektu Mercury, Deke Slayton, bol zo zdravotných dôvodov vyradený). Zo všetkých sa posádky úspešne vrátili na Zem, hoci nejeden let pritom sprevádzali nebezpečné a dramatické chvíle.

Medzitým sa kozmické sondy pokúsili dosahovať prvé, najbližšie planéty. Vyštartovali prvé sondy k Venuši a trošku neskôr aj k Marsu. V Sovietskom zväze boli na počiatku všetky neúspešné. V USA sa sonde Mariner 2 štartujúcej 27. 8. 1962 podaril úspešný, aj keď relatívne vzdialený prelet okolo druhej planéty slnečnej sústavy. Predošlá aj nasledujúca družica programu Mariner však zlyhali. Prvý úspešný prelet okolo Marsu sa podaril až sonde Mariner 4, ktorá vzlietla 28. 11. 1964.

Ďalšou métou pre pilotovanú kozmonautiku sa stala viacmiestna kozmická loď, v oboch mocnostiach vyvíjaná už s víziou nasledujúcej méty – pristátia ľudí na Mesiaci. V USA vznikala dvojmiestna kozmická loď Gemini a v ZSSR rovno trojmiestna – a z tohto dôvodu pomerne nebezpečná – loď Voschod. Tá prvý raz vzlietla 12. októbra 1964 a otvorila tak cestu viacčlenným posádkam, no aj budúcej tragédii – pre nedostatok miesta v nej sa v Sovietskom zväze prestali používať štartovacie a pristávacie skafandre.