В конце 1966 – начале 1967 г. были проведены 3 беспилотных запуска нового космического корабля, которые закончились неудачно. Тем не менее, уже 23 апреля 1967 г. с космодрома Байконур стартовал «Союз-1» с космонавтом В. М. Комаровым на борту. Сразу после выхода на орбиту начались неполадки в работе корабля, и центр управления приняло решение срочно возвращать космонавта на Землю. Во время спуска основной парашют не раскрылся и Комаров разбился вместе с СА. Неполадки были устранены, и в октябре 1968 г. на борту КК «Союз-3» на орбиту отправился Г. Т. Береговой. В программу полета входила стыковка с беспилотным кораблем «Союз-2», но выполнить ее не удалось.
Последующие запуски проходили без серьезных происшествий. В начале 1969 г. пилотируемые КК «Союз-4» и «Союз-5» совершили первую стыковку в космосе. Два члена экипажа «Союз-5», космонавты А. С. Елисеев и Е. В. Хрунов, перешли в открытом космосе на «Союз-5» и приземлились на нем. При спуске «Союза-4» возникла нештатная ситуация, и космонавт Б. Волынов едва не погиб. В октябре того же года на орбиту отправились три корабля одновременно: «Союз-6» (экипаж - Г. С. Шонин и В. Н. Кубасов), «Союз-7» (А. В. Филипченко, Г. Н. Волков и В. В. Горбатко) и «Союз-8» (космонавты В. А. Шаталов, А. С. Елисеев). Летом 1970 г. состояла длительный 18-дневный полет КК «Союз-9» с космонавтами А. Г. Николаевым и В. И. Севастьяновым на борту. На этом эпоха первый «Союзов» закончилась.
Когда в 1969 г. начались работа над созданием первой советской орбитальной станцией, программой была предусмотрена модернизация КК «Союз». Конструкторы должны были переделать аппарат в транспортный корабль для доставки экипажей и обслуживания станции. Главным отличием нового «Союза» стала система стыковки, которая позволяла переходить космонавтам из корабля на станцию без выхода в открытый космос.
В апреле 1971 г. новый «Союз-10» отправился к ДОС «Салют». Космонавты не смогли герметично состыковаться со станцией, и программа полета была сорвана. Через 2 месяца на станцию отправился КК «Союз-11», в экипаж которого вошли Г.Т. Добровольский, В.Н. Волков и В.И. Пацаев. Полет проходил нормально, но при спуске космонавты погибли из-за разгерметизации СА. После этого, чтобы повысить безопасность «Союзов», космонавтов стали оснащать полетными скафандрами «Сокол». Чтобы они могли поместить в СА, экипажи были сокращены до 2 человек. Также, поскольку весь космического корабля увеличился, с него сняли солнечные батареи.
Двухместные транспортные «Союзы» успешно летали к орбитальным станциям до 1981 г. За это время произошло четыре нештатные ситуации. В 1975 г. при старте корабля произошла авария, САС сработала четко, и спускаемый аппарат с космонавтами О. Г. Макаровым и В. Г. Лазаревем приземлился в Монголии. В следующем году СА «Союз-23» сел в соленую воду озера Тенгиз, что усложнило эвакуацию находившихся на боту В. Д. Зудова и В. И. Рождественского. В 1979 г. при приближении к орбитальной станции отказал основной двигатель КК «Союз-33». Космонавты Н. Н. Рукавишников и Г. И. Иванов оказались в критическом положении, но смогли найти выход и благополучно спуститься на Землю. В следующем 1980 г. при возвращении «Союз-35» отказали двигатели мягкой посадки и СА на большой скорость ударился о Землю. Советский космонавт В. Н. Кубасов и венгр Б. Фаркаш остались живы, но испытали сильные перегрузки. Всего новые «Союзы» совершили 20 полетов, самым известным из которых стала советско-американская программа «Союз-Аполлон».
Подготовка совместной космической экспедиции началась в 1972 г. после подписания советско-американского Соглашения о сотрудничестве в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях. Конструкторам двух стран предстояло решить большое количество технических проблем, вызванных серьезными различиями между «Союзами» и «Аполлонами». На предназначенный для этой программы КК «Союз-19» установили солнечные батареи и новый универсальный стыковочный агрегат.
Первоначально планировать пристыковать оба корабля к орбитальной станции «Салют», но затем от этой идеи пришлось отказаться. Историческая стыковка «Союза-19» (А.А. Леонов, В.Н. Кубасов) и «Аполлона» (Т. Стаффорд, Д. Слэйтон и В. Брандт) состоялась 17 июля 1975 г. Станция «Союз-Аполлон» просуществовала 2 суток, за это время космонавты и астронавты посетили оба корабля и провели важные научные эксперименты. Казалось, три десятилетия космической гонки и секретности закончились. Однако, спустя несколько лет СССР ввел войска в Афганистан, а Р. Рейган объявил о подготовке к «звездным войнам» против «империи зла».
КК «Союз» иногда использовался в военных целях, однако орбитальный перехватчик и разведчик созданы не были. В конце 60-х гг. военные вновь вернулись к этой идеи. Поскольку советские орбитальные станции изначально имели двойное назначение, конструкторы приступили к работе нового космического корабля. После нескольких беспилотных запусков министерство обороны отказалось от заказанной модификации, и аппарат был переделан в транспортный. Новый «Союз-Т» был рассчитан на экипаж из трех человек в полетных скафандрах.
В течение 1979 – 1986 гг. «Союзы-Т» успешно обслуживали орбитальные станции, сменяя экипажи и доставляя оборудование. Но, мощностей нового корабля не хватало, и было принято решение создать беспилотный транспортный корабль, который мог бы обеспечить станции всем необходимым.