В 1954 году советское руководство приняло решение об освоении целинных земель. Одновременно приняли решение о строительстве полигона для испытаний межконтинентальной баллистической ракеты Р-7. Одно другому не мешает, так как целина прикрыла собой строительство сверхсекретного объекта в Казахстане.
Уже в декабре 1954 года между двумя райцентрами Кызылординской области Казахстана: Казалинском и Джусалы, около разъезда Тюра-Там Среднеазиатской железной дороги начала работать рекогносцировочная экспедиция.
К этому времени Королёв создал на основе немецкой ракеты "Фау" советскую баллистическую ракету. Чтобы улучшить её нужно было проводить испытания в полевых условиях. Лучше места чем казахские степи по всему СССР не было. Именно в районе Байконура линейная скорость вращения Земли составляет 316 м/с, а на широте например Плесецка всего 212 м/с. Это давало дополнительную скорость при запуске ракеты. Королёв изначально уже рассчитывал не только на военное применение ракеты Р-7, но и на ее мирное использование в космосе.
Начальником строительства Байконура назначили генерал-майора инженерно-технической службы Шубникова. 12 января 1955 года прибыла первая группа военных строителей.
Строить приходилось в очень тяжёлых условиях - зимой холод, морозы, ветра. Летом - жара до 50 градусов.
В мае 1955 года заложили поселок Заря (город Байконур). 2 июня 1955 года утвердили штатную структуру пятого научно-исследовательского испытательного полигона и создали штаб полигона — войсковую часть 11284.
С начала строительства основного полигона рядом строили ложный полигон. Это на некоторое время позволило избежать внимания американских самолётов-разведчиков, которые с 1957 года рыскали над местом строительства.
15 мая 1957 года состоялся запуск первой ракеты Р-7 с полигона. Неудачно, так как ракета через 300 километров врезалась в землю. Еще два запуска также неудачные.
Только 21 августа 1957 года прошёл первый успешный запуск. Ракета доставила условный боеприпас на Камчатку. После этого у Королёва освободились руки для работы по космосу.
Уже 4 октября 1957 года (22.28) в космос запустили первый в мире искусственный спутник Земли ПС-1 с помощью Р-7.
А 29 января 1958 года посёлок Заря получил официальное название Ленинский.
Однако Р-7 несмотря на успешные запуск не подходила для постоянного боевого дежурства. Более лучшую ракету Р-16 разработал советский конструктор ракетно-космических комплексов Михаил Кузьмич Янгель.
В октябре 1960 года ракету привезли на Байконур. 24 октября 1960 года произошёл самопроизвольный запуск двигателя ракеты. Произошел взрыв и пожар. В пожаре погибло 76 военнослужащих и представителей промышленности. Сам Янгель уцелел потому что во время инцидента пошёл покурить за пределы площадки для запуска.
Несмотря на все неудачи и трудности 12 апреля 1961 года (9.07) произошёл первый космический полёт человека — Ю. А. Гагарина.
К сожалению в 1990-е годы Байконур оказался никому не нужен. Ни РФ, ни РК не могли его содержать. Все стало приходить в запустение, мародёры стали расхищать имущество.