В 1924 году Сергей Королёв окончил Одесскую строительную профессиональную школу и в этом же году подал просьбу о зачислении в Академию воздушного флота. Решение вопроса о зачислении затянулось, и он поступил в Киевский политехнический институт на авиационное отделение, затем перевёлся в Московское высшее техническое училище им. Н.Э. Баумана. В это время Сергей Королёв проектировал и строил летательные аппараты: планеры «Коктебель», «Красная Звезда» и лёгкий самолет СК-4, предназначенный для достижения рекордной дальности полёта. Эти работы показали явные способности Королёва как авиационного конструктора.

В 1930 году Сергей Королёв закончил МВТУ и начал работать в Центральном аэродинамическом институте, а в 1933 году перешёл в только что организованный Реактивный НИИ. В РНИИ Королёв занимался созданием крылатых ракет с гироскопическим автопилотом и с гирокомандной системой наведения, снабжённых жидкостным ракетным двигателем конструкции В. Глушко. Кроме того, он работал над проектом ракетоплана (ракетоплан РП-318-1, созданный на базе планера Королёва и двигателя Глушко, совершил первый полёт 28 февраля 1940 года).

С 1946 года и до конца жизни Сергей Королёв был Главным конструктором баллистических ракет дальнего действия, ракетно-космических систем. В середине 1950-х гг. в КБ Королёва была создана знаменитая Р-7 — двухступенчатая ракета, с помощью которой 4 октября 1957 года на околоземную орбиту был выведен первый в истории человечества искусственный спутник Земли.

12 апреля 1961 года Сергей Королёв вместе со своим коллективом осуществил успешный запуск космического корабля «Восток-1» с космонавтом Юрием Гагариным на борту. С этого полёта началась эра пилотируемой космонавтики. Аналогичный полёт в США был осуществлён более года спустя.

Выдающийся конструктор скончался на шестидесятом году жизни 14 января 1966 года. Урна с его прахом установлена на Красной площади в Кремлёвской стене. В 1966 году Академия наук СССР учредила золотую медаль его имени "За выдающиеся работы в области ракетно‑космической техники».