謝爾蓋·科羅廖夫，1907年1月12日出生在烏克蘭一個教師的家庭。當他9歲時，舉家遷往敖德薩。離他家不遠的地方駐紮有一支海上飛行中隊，科羅廖夫經常到飛行中隊去玩。望著那神奇的翅膀在藍天飛翔，他幼小的心靈裏萌發出對航空的熱切期盼。
科羅廖夫16歲時，參加了烏克蘭和克裏木航空協會的滑翔機飛行小組，第二年他設計出自己的第一架滑翔機。對航空的興趣，使他跨進通向宇宙的門檻。通過自學，他掌握了高等數學和航空學科方麵的必備知識和理論基礎，進入了基輔工學院的空氣動力學班。在基輔工學院的日子裏，他醉心於製造滑翔機，興致勃勃地學習飛行，並開始探索天空的奧秘。
1926年，科羅廖夫從基輔轉學到莫斯科包曼高等學校的空氣動力學係。他一邊讀書，一邊在一家飛機製造廠工作，經常深夜還要伏在繪圖板上構思著他的滑翔機。
1927年，莫斯科發明協會為慶祝蘇維埃政權建立10周年，舉辦了首屆世界星際航行器械模型展覽會和關於星際航行的講座。這次展覽會和講座對科羅廖夫產生了巨大的影響。他生平第一次聽別人如此內容豐富地講解齊奧爾科夫斯基的思想和章德爾工程師的事跡，第一次從展覽的展品和模型中了解到進行宇宙空間飛行的可能性。同時，他見到了許多星際航行裝置和各種各樣的機械——從齊奧爾科夫斯基的火箭到章德爾的宇宙飛船，看到了戈達德、奧伯特和佩裏特裏等人的火箭設計方案。他為這些光輝的思想和人類的傑作所傾倒。
兩年後的一天，科羅廖夫拜訪了仰慕已久的宇航之父齊奧爾科夫斯基。這次會見成為了他一生中的轉折點。正如他後來所說的：“從前我的理想是駕駛自己設計的飛機飛行，而見到齊奧爾科夫斯基之後，我一心隻想製造火箭並乘坐著它飛行。這已成為我生命的全部意義。”
科羅廖夫放棄了飛機和滑翔機，開始著手火箭的研製。那時，大多數人對火箭抱有懷疑，有些人勸告科羅廖夫，說研究火箭隻不過是空想，白白浪費精力和時間。可他卻始終堅持自己的觀點，對火箭的未來充滿著信心。他和一些誌同道合的火箭愛好者成立了火箭研究小組，他們的口號是：“向著火星——前進！”
經過兩年的努力，科羅廖夫的火箭研究小組終於研製成了世界上第一枚固液混合型推進劑火箭“佩帶09”。
1933年8月17日，在莫斯科郊外的一塊空地上，“佩帶09”火箭正靜悄悄地準備著自己的航程。科羅廖夫和同伴們的心情是緊張而又激動的。液氧注滿……開關打開……40分鍾準備……科羅廖夫緩緩地走上前去，點燃緩燃導火線，然後進入掩蔽部。最後30秒、10秒……人們的心在跳，四周一片寂靜。突然，一聲轟鳴，火箭衝天而起，發射成功了。科羅廖夫和同伴們緊緊地擁抱在一起，多年的心血終於換來了成果。
科羅廖夫火箭研究小組的成功，引起了前蘇聯元帥圖哈切夫斯基的重視。在他的建議下，莫斯科和列寧格勒的火箭技術專家和工程師聯合組建了世界上第一個火箭科學研究所，齊奧爾科夫斯基被推選為研究所技術委員會的名譽委員，科羅廖夫被任命為副所長，主管科研工作，同時擔任彈道火箭和飛航式火箭設計局的負責人。
在科羅廖夫的領導下，前蘇聯製定出宏偉的火箭發展規劃，其中包括彈道式火箭和有翼巡航火箭的結構設計實驗，以及研製借助火箭的載人飛行裝置。在30年代，科羅廖夫主要致力於用在航空上的火箭技術的研究。可他的目標是宇宙飛行，是到廣闊無垠的宇宙空間去活動，他提出要從有翼火箭研究轉到可控火箭研究。同時他提出研製新的液體燃料火箭發動機，減輕結構重量，解決返回大氣層問題，製造密封艙和太空生活保障係統等一係列火箭技術新課題。
二戰結束後，科羅廖夫被派去與被俘的德國佩內明德基地的火箭專家和工程師合作，研究和改進德國的“V-2”火箭。經過對“V-2”火箭原型和技術資料的深入了解，科羅廖夫很快就掌握了“V-2”火箭的秘密。在他的主持下，前蘇聯研製出一係列“V-2”火箭的改進型，成功地發射了第一枚彈道式火箭，使前蘇聯的火箭技術發展到了一個新的高度，進入了世界領先地位。
1949年，科羅廖夫發起用火箭穿越大氣層的研究，並開始把動物送上太空進行生物試驗。
1949年5月24日清晨，科羅廖夫設計局研製的第一枚地球物理火箭“P一1A”發射上天，達到預定高度，火箭上安裝的兩台各85千克的儀器獲得了高空飛行的新數據。隨後，他選擇了兩隻小狗充當第一批航天使者，進行動物太空飛行適應性試驗。