现代火箭诞生自罗伯特·高达德将超音速的喷嘴装上液态燃料火箭引擎燃烧室 。这种喷嘴将燃烧室中的热气体转成较冷的极超音速喷射气体，使推进力增加超过二倍，且巨幅地增加了效率 。在此之前，早期的火箭因为热能随气体排放被浪费了，使效率低下 。
1920年，高达德出版了《A method of reaching extreme Altitudes>,这是在齐奥尔科夫斯基之后第一本认真讨论使用火箭在太空旅行的著作 。这本书引起全世界的注意，同时获得赞赏与嘲笑，特别是在认为火箭可以到达月球的方面 。纽约时报的社论甚至指控高达德欺骗世人，认为火箭在太空中不可能运作 。
1923年，赫尔曼·奥伯特在幕尼黑大学拒决了他的博士论文后，将其一个版本出版成为《飞向行星太空的火箭》 。
1926年三月16日，罗伯特·高达德在美国马萨诸塞州奥本镇发射了世界第一枚液态燃料火箭 。1920年代，美国，奥地利 ， 英国，捷克，斯洛伐克，法国，意大利 ， 德国及俄国相继出现研究火箭的组织，1920年代中期，德国科学家开始实验能到达高空及长距离的液态推进火箭 。一群业余火箭工程师在1927年组成德国火箭学会，而在1931年发射了一枚液态推进火箭（使用氧气和汽油） 。
1931至1937年，最大规模的火箭引擎设计发生在列宁格勒的气体动力实验室 。在充足的资金和良好的人员经营下，Valentin Glushko领导制出100枚实验性火箭 。这项工程包含了再生冷却，自燃点火以及包括旋转及双推进混合设计的喷油器 。然而，这项工程由于1938年史大林大清洗使Glushko被逮捕而遭到缩减，同时奥地利教授Eugen Sanger也进行了相似但较小规模的工作 。
1932年，威玛防卫军（1935年后改称德意志国防军）开始对火箭技术感兴趣 ， 由于凡尔赛条约火炮禁令限制德国取得长程武器，当德国近卫军看到了使用火箭做为长程火炮可能性后，开始资助德国火箭学会 ， 但发现他们的目标纯粹只限于科学后，便创建属于防卫军所有，以赫尔曼·奥伯特为领导的研究团队 ， 在军队领导人的命令下，当时有强烈抱负理想的年轻火箭科学家冯 布朗与二位前火箭学会的成员加入了军队，发展纳粹德国用于二次大战长程武器 ， 尤其后来声名大噪的V2火箭的前身A系列火箭 。
1943年开始，V2火箭开始制造 。V2火箭拥有350公里的作战距离以及搭载1000公斤阿玛图炸药弹头，此载具与现代火箭只有极少数不同；有涡轮帮浦，惯性导引装置及其它许多特性 。虽然无法栏截它们，但V2火箭无法准确描准军事目标 。
二战结束时，俄国，英国及美国军事及科学人员兢相从佩内明德的德国火箭计划获取火箭技术及训练有素的人员 。俄国和英国获得了一些成果，但美国从中获益最多；美国获得了大批德国科学家 ， 将他们带回美国作为回纹针行动中一部份成员 。原来设计攻击英国的相同火箭被这群科学家用来发展新技术的载具 。V2火箭变成美国红石火箭，用于早期太空任务 。战后，火箭被用作研究高海拔环境，无线电遥测温度及气压，侦测宇宙射线及其它研究 。这些研究在冯布朗及其它人之下持续进行 。
另一方面 ， 苏联的火箭研究在科罗廖夫的领导下进行中 。从来自德国技术人员的协助，V2火箭被复制及改进成R-1，R-2及R-5飞弹 。原德国的设计在1940晚期被放弃，而这些德国工作人员被遣送回国 。由Glushko建造的新系列引擎及基于Aleksel Isaev的发明形成了最初的洲际飞弹R-7弹道飞弹 。R-7发射了第一颗卫星，第一个太空人及第一个月球探测器及行星际探测器 。直到今天还在使用 。这些火箭吸引了高层政治人物的注意力，投注更多经费于研究中 。
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当大众了解到火箭变成核武器的发射平台，而搭载这些武器的火箭载具基本上在发射后就无法防御后，火箭以洲际导弹的形式在军事上变得极端重要 。
由于冷战，1960年代成了火箭科技极迅速发展的的时代 ， 包括苏联（东方号，联合号，质子号）及美国（X-20飞行器，双子星号）以及其它国家的研究 ， 如英国，日本，澳大利亚等 。最终导致60年代末的土星5号载人登陆月球，使纽约时报收回以前认为太空任务不可能成功的社论 。
