1961年5月20日，美国总统一年一度向国会汇报工作的惯例“在紧急情况下被特别地打破了”，年轻的总统肯尼迪在国会参众两院大会发表了特别国情咨文。他说：“鉴于苏联在巨型火箭发动机方面已经领先，这使他们有相当一段时间的领先；鉴于他们今后可能若干时间内利用这种领先来取得更惊人的成就，我们需要进行更新的努力。……如果不进行这种努力，我们就会居于末位。”接着，肯尼迪郑重宣布：“我们国家应当努力在这个十年结束前，实现把人送上月球然后安全返回的目标。”
　　对于来自美国的挑战，苏联人表面上不动声色。1963年10月，苏联领导人赫鲁晓夫在谈到美国载人登月计划时说：“我们将看看他们如何飞到月球，如何在月球上降落，而且最重要的是他们将如何从月球上起飞并安全返回地球。”
　　一向争强好胜的赫鲁晓夫为什么这样稳定自若呢？原来，自认在太空竞赛中稳操胜券的苏联人不能容忍美国人后来居上，在载人登月这最后的决赛中夺得桂冠。他们已经悄无声息地开始了载人登月技术的研究。
　　1964年8月3日，在对月球进行多次无人探测的基础上，苏共中央委员会和苏联部长会议通过了《关于研究月球及外层空间工作》的决议，正式决定实施载人登月计划，并确定苏联航天员飞往月球的最后时间为1967年至1968年期间，赫鲁晓夫甚至还规定苏联航天员要在1967年10月实现绕月飞行，以此庆祝苏联十月革命50周年。
　　苏联载人登月计划命名为“H1-Л3”计划，其中“H1”为运载火箭名称，“Л3”为登月飞船名称。西方研究人员将其称为N1-L3计划。
　　要把人送上月球，首先要确定登月方案。经过反复研究和比较，苏联专家放弃了直接登月和地球轨道交会两种方案，决定像美国阿波罗计划那样采用月球轨道交会法。1966年9月，苏共中央和部长会议批准了这一方案。
　　登月方案被批准后，苏联即着手研制登月飞船和运载火箭，以及与此有关的工程问题。
　　苏联载人登月飞船由三个部分组成。第一部分是命名为联盟-LOK母船。 它由联盟号飞船发展而来，包括球形轨道舱、钟形返回舱、设备舱和对接机构，全长近10米，重约9.8吨，可供两名航天员完成往返月球的7天飞行。第二部分是总重5.56吨、高5.2米，命名为LK的登月舱。它像美国的登月舱一样，也包括相互独立的下降段和上升段，由四部分组成。一是航天员乘坐的半球形密封舱，内设自动着陆、飞行控制、温度控制、电视摄像机等设备。二是登月舱着陆和上升时用的制动火箭。三是着陆设备，包括4条缓冲着陆架、雷达高度表、化学电源等设备，它不仅起着陆缓冲作用，还兼作登月舱从月球起飞的发射平台。四是姿态控制系统和对接系统。与美国登月舱的不同之处是，苏联的登月舱只有美国的一半大，所以它只能供一名航天员在月球着陆并安全返回，而且登月舱与飞船之间没有设置通道，航天员只能经由太空在两者间往返。第三部分是制动火箭助推器。
　　用于发射载人登月飞船的运载工具是H-1火箭，西方将它称为N-1。它是由航天总设计师科罗廖夫领导研制的一种月球火箭，苏联原计划用它发射火星无人探测器，美国提出雄心勃勃的阿波罗载人登月计划后，科罗廖夫临时决定把它用于载人登月计划。
　　


　　H-1比美国发射阿波罗载人登月飞船的土星5号火箭还大。它是一种五级火箭，高达113米、最大直径17.1米，第一级采用了NK-15发动机，每台推力1500千牛，它比美国土星5号第一级使用的F-1发动机的6600千牛的推力小得多，但是由于使用了30台发动机，因此总推力达45000千牛，大大超过了土星5号33000千牛的总推力，能将95吨的载荷送上近地球轨道。为了发射H-1火箭，苏联在拜科努尔航天发射中心建造了两个相似的发射台，两者相距500米。
　　在研制飞船和运载火箭的同时，苏联选拔了20名航天员接受训练，其中包括首次完成太空行走的列昂诺夫。
　　1966年1月，正当苏联载人登月计划秘而不宣地紧张进行时，航天总设计师科罗廖夫却因患结肠肿瘤住进了医院。手术中，医生发现他长了一个更严重的肿瘤，结果在经过长达8小时的手术后，科罗廖夫因心力衰竭而亡。
　　科罗廖夫的去世，给苏联载人登月计划造成了巨大影响。尽管如此，“H1-Л3”计划仍在艰难地向前推进。1967年2月，H-1火箭的研制工作基本结束，开始在拜科努尔航天中心进行总装。3月，苏联使用正在太空飞行的一颗无人月球探测器作中继站，供两名航天员在地面模拟登月舱里与飞行控制中心进行无线电通话。美国航天专家捕获了苏联的这些无线电波信号，他们为此感到惊慌失措，误以为苏联航天员已经开始飞向月球。后来，经过仔细分析，他们才发现这些无线电信号不过是从地面传出的，这才松了一口气。
　　1968年12月21日，美国成功发射了阿波罗8号载人飞船，抢在苏联之前实现了载人绕月飞行。这是美国载人登月计划中一次意义重大的飞行，它的成功意味着在载人登月这轮关键竞赛中，美国人已经稳操胜券。
　　然而，此时苏联的载人登月计划也已经箭在弦上不得不发。1969年1月中旬，H-1火箭被安装在发射台上，并完成了28天的射前准备工作。火箭原定2月20日发射，可是由于气候条件恶劣，只好推迟24小时。
　　1969年2月21日，莫斯科时间12时18分7秒，苏联进行了H-1火箭的第一次飞行试验。可是，由于控制系统出现故障，第一级火箭的第12号和第24号两台发动机突然关机。虽然如此，但火箭仍在继续飞行，25秒钟后发动机开始减压，65秒至66秒时发动机又恢复到最大功率，然而由于速度过大，引起巨大震动，造成一台发动机的液氧管破裂，而控制系统又未能及时关机，结果火箭上升到12千米时随着一声巨响起火爆炸。
　　


　　面对失败，接替科罗廖夫担任登月计划总设计师的米申安慰人们说：“第一次发射，这是正常的。”
　　同年7月3日莫斯科时间23点18分32秒，第二枚H-1火箭点火发射，殊不知结果比上次发射更惨，因一粒金属片误入一台发动机的液氧涡轮泵，造成发动机关机，结果火箭飞离发射台仅30厘米就停止了飞行，随即像一艘驱逐舰一样的庞大火箭倾斜后倒在发射台上发生了大爆炸，炸毁了整个发射设施，并且殃及到另一座发射台。当时，在轨飞行的美国发现者号侦察卫星拍到了这次爆炸的照片，雨云气象卫星也记录到这次惨痛的失败。
　　苏联火箭发生大爆炸的13天后，美国成功地发射了阿波罗11号载人登月飞船。4天后的1969年7月20日，美国航天员阿姆斯特朗和奥尔德林缓缓地爬出登月舱，把自己的足迹印在布满沙砾的月面上。在美苏两国十多年的太空竞赛中，美国最终将苏联击倒在月球上，获得了最后胜利。
　　继两次失败后，苏联又分别于1971年6月27日和1972年11月23日发射了两枚H-1火箭，结果仍然以失败告终。万不得已，苏联政府于1972年决定暂停登月计划。这一年的12月19日，美国阿波罗17号的登月航天员安全地返回地球，人类历史上最伟大的航天计划画上了圆满的句号。
　　H-1火箭惨遭失败后，米申不断受到指责，并于1974年被苏联领导人勃列日涅夫解除了总设计师的职务。
　　1974年5月，格鲁什科接替米申职务后，决定终止H-1火箭的研制，并下令取消了H-1两次即将进行的发射，为苏联举步维艰的登月计划画上了“休止符”。此后，他曾试图研制另一种月球飞船。它由降落段、上升段和居住舱三部分组成，准备用比H-1火箭推力大百分之六十的火神号新型火箭发射。然而，苏联政府未对这个新月球计划表现出任何热情，格鲁什科直到生命的最后时刻仍在企图说服上级为月球计划拨款，可是他最终未能如愿。因为这时，登月计划对苏联来说已经不重要了。
　　苏联登月计划取消后，登月舱作为教学设备被保存下来，而两枚已经总装完成的H-1火箭奉命被销毁，有的部段成为垃圾箱和储藏室，有的成为供人们夏天娱乐的凉亭，有的成为附近公寓供水系统的组成部分，还有的被用作日光浴室，对此许多研制人员流下了悲伤的眼泪。
　　多年后，苏联的火箭专家们普遍认为，H-1火箭的4次失败拖了苏联登月计划的“后腿”。至于火箭失败的原因则众说纷纭，米申说：“H-1火箭是一种有前途的运载工具，但在其研制过程中，我们的低效率和技术的平均水平较低阻碍了它的发展。”他还说：“虽然我们离成功仅有一步之遥，但没有允许我们走这一步。美国人对他们的计划已经投资250亿美元，我们的投资差不多只有他们的十分之一，不得不为每100万卢布而奋斗。”还有的人说，H-1火箭的尺寸过大和过于复杂是它失败的主要原因。另外，也许是为了争分夺秒地和美国比进度，H-1火箭第一级的30台发动机从未进行过整体试车，因为苏联当时没有能够容纳这种发动机的试车台。一位专家曾说：“美国人花了150亿美元建立一个试验基地，我们只花了10亿美元。”“苏联没有能够到达月球，因为他们想便宜地到达月球。”一位西方学者这样说。
　　


　　1989年11月，莫斯科航空学院的有关人员向来访的美国麻省理工学院和加利福尼亚理工学院的教授首次展示了苏联制造的载人登月舱。看完之后，美国的教授们不禁倒吸一口凉气：上帝保佑让美国航天员首先登上了月球。如果不是眼前这个国家的航天计划发生了许多麻烦的话，那么在登月这场角逐中，到底鹿死谁手还很难说。