A fő cél az atombombák célba juttatására alkalmas interkontinentális rakéták kifejlesztése volt, de mindkét oldalon felmerült - a "jelentéktelen kísérletet" ellenző katonák ellenkezését legyőzve - tudományos célú mesterséges hold Föld körüli pályára állítása is.
Az elsőség a szovjeteké lett: 1957. október 4-én 22 óra 28 perckor a Bajkonurból fellőtt, kétfokozatú R-7 8K71 hordozórakéta pályára állította a világ első mesterséges holdját. A Szputnyik-1 (magyarul útitárs) polírozott alumíniumötvözetből készült, 58 centiméter átmérőjű, 83,6 kilós gömb volt négy darab csuklósan kinyíló, 280 centiméter hosszú antennával. Repülési pályája a földfelszín fölött 228 és 947 kilométer között húzódott, a Földet 96,1 percenként kerülte meg. Rádióadói két frekvencián 1 watt teljesítménnyel adtak, a jellegzetes "bip-bip" hangot amatőr rádiósok is foghatták. A műhold 92 nap keringés után égett el a légkörben, de adatokat akkumulátorai lemerülése miatt csak 21 napig sugárzott. Az igazsághoz tartozik, hogy a műhold új ismeretekre nem derített fényt, fellövése inkább a szovjet tudomány fölényét volt hivatva demonstrálni a kapitalista rendszeré fölött.
Az amerikaiakat sokkolta a hír, Teller Ede például így nyilatkozott: "nagyobb és fontosabb csatát vesztettünk el, mint Pearl Harbornál". Amerika nem csak presztízsveszteséget szenvedett el, de biztonsági pozíciói is megrendültek, mert a szovjet atomfegyverek immár közvetlenül elérhették az amerikai nagyvárosokat. A szovjet és a kommunista sajtó viszont diadalünnepet ült, a Népszabadság szerint "a vörös csillag sosem ragyogott ilyen erősen 900 kilométerre földgömbünk felett".
A Szovjetunióban 1957. november 3-án lőtték fel az első űrbiológiai mesterséges holdat: a 162 napig keringő Szputnyik-2 kabinjában indult a világűrbe az első élőlény, Lajka kutya. Az állat hét napig szorongott a kis helyen, végül utolsó adag tápjával idegmérget kapott. A Szputnyik-3 már "igazi", komplex műszerekkel felszerelt mesterséges hold volt, az 1327 kilogramm súlyú, napelemekkel is ellátott szerkezet 1958. május 15-től 692 napig keringett a Föld körül.
A szputnyik-sokk után az Egyesült Államok minden erejét az űrtevékenység addig alábecsült területeire összpontosította, míg a Szovjetunió igyekezett megőrizni megszerzett előnyét. Washington 1958. október 1-jén állította fel az amerikai Nemzeti Légügyi és Űrhajózási Hivatalt (NASA), az első amerikai műhold, az Explorer-1 fellövésére 1958. február 1-jén került sor. Az első ember a világűrben 1961-ben a szovjet Jurij Gagarin volt, a Holdra viszont az amerikai Neil Armstrong lépett elsőként 1969-ben. A versengést mára együttműködés váltotta fel, a nemzetközi űrállomást már közös erővel építik az űrhatalmak.
A Szputnyik-1 eredetileg több példányban készült el, de ezekre már nem volt szükség: a "felesleg" múzeumba került, illetve árveréseken kelt el.
