1955. gada 12. februārī PSRS Ministru Padome pieņēma lēmumu "Par jaunu poligonu PSRS Aizsardzības ministrijai". Par kosmodroma dibināšanu tiek uzskatīts 1955. gada 2. jūnijs, kad Ģenerālā štāba priekšnieks apstiprināja poligona projektus un tā organizatorisko struktūru. Kosmodroma sākotnējais nosaukums bija "5. zinātniski pētnieciskais izmēģinājumu poligons" (Научно-исследовательский испытательный полигон № 5 — 5-й НИИП МО). Raķešu poligona atrašanās vieta tika izvēlēta tuksnešainā rajonā Kazahijas PSR. Celtniecība notika lielā slepenībā.

Jau 1957. gadā no jaunā poligona tika palaista pasaulē pirmā starpkontinentālā ballistiskā raķete R-7.