Работа над первым поколением ракет была самой сложной и ответственной. Молодым конструкторским бюро создавались проекты ракет, не имевших аналогов в мире, это был прорыв в ракетной технике, который сделал СССР конкурентоспособным в нарастающей «холодной войне».

В 1953 г. Головной НИИ отрасли (НИИ-88) направляет Главному конструктору конструкторского отдела завода №586 в Днепропетровске В.С. Буднику материалы НИР по ракете на высококипящих компонентах топлива. По оценкам НИИ-88 такая ракета с головной частью, снаряженной взрывчатым веществом на основе тротила, могла иметь дальность полета, аналогичную ракете Р-5. Эти материалы были использованы при разработке первоначального эскизного проекта прототипа ракеты Р-12.

Для реализации проекта на базе конструкторского отдела завода №586 в 1954 г. было образовано Особое конструкторское бюро (ОКБ-586). Главным конструктором ОКБ-586 был назначен М.К. Янгель, который и возглавил дальнейшую разработку ракеты Р-12. Работы велись интенсивно, были подключены все подразделения КБ, завод и научные институты. 22 июня 1957 г. был проведен первый успешный пуск ракеты по программе летно-конструкторских испытаний.

Успех первой разработки ОКБ-586 – ракета Р-12, подтвердил правильность выбранного направления работ.

Началась разработка ракеты Р-14 с дальностью вдвое большей, чем у ракеты Р-12. Особенностью ракеты было применение нового топлива НДМГ. Важным качеством новой топливной пары было самовоспламенение компонентов. На ракете Р-14 была впервые применена гиростабилизированая платформа для автономной инерциальной системы управления, позволившая снизить инструментальные ошибки системы управления и обеспечить более высокую точность стрельбы. В июне 1960 г. был произведен первый пуск по программе летно-конструкторских испытаний.  

В августе 1957 г. в СССР состоялся первый в мире успешный пуск межконтинентальной баллистической ракеты. Это была межконтинентальная баллистическая ракета (МБР) Р-7 разработки ОКБ-1 С.П. Королева на топливных компонентах: керосин и жидкий кислород. Однако это не уменьшило интереса к работам ОКБ-586, которому было поручено разработать проект МБР на высококипящих долгохранимых компонентах то­плива. Такой ракетой стала Р-16.

Проект был разработан в рекордные сроки. 24 октября 1960 г. проводилась подготовка к первому пуску ракеты Р-16  по программе летно-конструкторских испытаний, которая закончилась катастрофой (в результате схемной ошибки в системе управления произошел несанкционированный запуск двигателей II ступени, приведший к взрыву ракеты на старте).

Были приняты все меры по устранению недостатков. В феврале 1961 г. состоялся первый успешный пуск ракеты Р-16. В дальнейшем она, как и все ракеты первого поколения, была принята на вооружение.

Ракеты первого поколения доказали, что ориентация на разработку ракет на высококипящих компонентах топлива была верной. Советская армия получила на вооружение три типа ракетных комплексов.