De bouw van de basis begon op 2 juni 1955. Het ligt vrij zuidelijk in de Sovjet-Unie, omdat een lancering dichter bij de evenaar meer gebruik kan maken van de draaiing van de aarde en daardoor een grotere lading kan vervoeren. Oorspronkelijk was de basis bedoeld voor de lancering van langeafstandsraketten, maar later werd deze uitgebreid tot een ruimtebasis. Dit was op vraag van Sergej Koroljov, hoofdontwerper van de R-7-raket, en was een van de duurste infrastructuren die de Sovjet-Unie liet bouwen. Er werden namelijk extra lanceerplatformen gebouwd, honderden kilometers wegen en spoorlijnen aangelegd en een heel dorp, Leninsk, met appartementen, scholen en andere voorzieningen voor de arbeiders en hun familie. Dit dorp groeide op deze wijze snel en kreeg de status van stad in 1966.

Sinds de val van de Sovjet-Unie bevindt het zich in Kazachstan, hoewel het nog steeds wordt gehuurd door Rusland voor een prijs van 115 miljoen dollar per jaar.
Deze hoge prijs spoorde Rusland dan ook aan de Kosmodroom Plesetsk, dat wel op Russisch grondgebied ligt, te heropwaarderen. Ook werd er vanaf 1996 gebouwd aan het Kosmodroom Svobodny in de oblast Amoer, maar de ontwikkeling van deze ruimtehaven werd wegens geldgebrek in 1997 grotendeels stopgezet. Kosmodroom Vostotsjny ('oostelijk') is inmiddels in dezelfde oblast gebouwd. De eerste lancering, van een Soyoez-2 raket, was op 28 april 2016. Het kosmodroom wordt verder uitgebreid.