Запуск «Спутника-2» состоялся 3 ноября; старт прошел без неприятностей, и завершился выводом спутника с собакой-пассажиром на орбиту. Бортовое электропитание было ограниченным, достаточным для поддержания приборов и системы жизнеобеспечения Лайки в течение около шести дней. Собака размещалась в герметичной капсуле, оборудованной раздаточными устройствами для воды и пищи. Посредством электродов измерялись пульс и кровяное давление Лайки. Телеметрия со «Спутника-2» предоставила частичную летопись жизни Лайки в космосе. Она благополучно перенесла запуск с большим ускорением и неизменно находилась в спокойном состоянии в течение полета. По имеющимся сведениям, она лаяла и съела какую-то часть своего корма в ходе своего несчастливого путешествия в космосе. Когда электропитание закончилось, Лайка погибла из-за чрезмерного нагрева капсулы. Позднее Советы выпустили новую марку сигарет с изображением Лайки на упаковке — в честь собаки-пионера.
В отличие от «Спутника-1», второй спутник был оснащен некоторым числом научных приборов, это было сделано для того, чтобы второй запуск был чем-то большим, чем просто эффектное воздушное представление, и связывали их с целями МГГ. «Спутник-2» имел орбиту с апогеем 1660 км. Западные ученые были поражены количеством и совершенством приборов на втором искусственном спутнике. Среди различных экспериментов на «Спутнике-2» Советы провели ряд точных и детальных измерений солнечной радиации. В итоге полезная нагрузка спутника весила около 500 кг, что было качественным скачком по сравнению со «Спутником-1». Скрытый смысл для западных военных стратегов был очевидным и угрожающим: благодаря ракете Р-7 Советы овладели средством для создания мощного межконтинентального баллистического носителя.
Скорая последовательность запусков двух спутников в течение октября-ноября 1957 года провозгласила наступление новой космической эры. В этой новой области человеческих исследований Советский Союз утвердил себя первопроходцем. В официальных средствах массовой информации Москва постаралась отобразить ошеломляющий успех своей космической программы как доказательство превосходства социалистического строя в России. Своим вкладом в науку и человеческий прогресс марксизм-ленинизм открыл новое яркое будущее для человечества. Если это и так, то был сделан один незаметный шаг в сторону исходной важности ракетостроения для национальной безопасности — срочной необходимости построить эффективный межконтинентальный баллистический носитель.
Более того, Москва спланировала дополнительные яркие космические представления в ближайшее время и далее: 15 мая 1958 года был запущен «Спутник-3», двумя годами позже последовали «Спутник-4» и «Спутник-5». Кульминацией серии спутников будет запуск в 1961 году Юрия Гагарина, ставшего первым человеком на околоземной орбите. Как оказалось, это был золотой период советской космической программы, последовательность успешных запусков была возможной благодаря мощной Р-7, военной ракете, которая была умно использована Хрущевым для развивающейся советской космической программы.