Чтобы повысить эффективность обслуживания станции, корабль 7К-СТ был доработан до модификации 7К-СТМ («Союз ТМ») с продолжительностью полета в составе станции 180 суток. К нему пришлось дорабатывать и ракету – появилась очередная модификация «Союз-У2». Однако первая основная экспедиция отправилась к «Миру» на хорошо освоенном корабле «Союз Т-15». Опытные космонавты Леонид Денисович Кизим и Владимир Алексеевич Соловьев прибыли на Базовый блок 15 марта 1986 года и приступили к его расконсервации. В начале мая они совершили уникальную операцию – перелетели с «Мира» на «Салют-7», который находился примерно в 4000 километрах, поработали там с выходами в открытый космос, а потом, забрав двадцать приборов общей массой 400 килограммов, перелетели обратно, 26 июня вернувшись на Базовый блок. Первая основная экспедиция провела в космосе 125 суток, уступив место второй в составе Юрия Викторовича Романенко и Александра Ивановича Лавейкина на корабле нового типа «Союз ТМ-2». При этом Юрий Романенко, отправившись в космос 6 февраля 1987 года, вернулся только через 326 суток, став на тот момент абсолютным рекордсменом по продолжительности пребывания на орбите. Его достижение вскоре побили участники третьей основной экспедиции Владимир Георгиевич Титов и Муса Хираманович Манаров, находившиеся на станции ровно год.
Рекорд по непрерывному пребыванию на орбите, который является абсолютным по сей день, принадлежит врачу Валерию Владимировичу Полякову: появившись на борту «Мира» 10 января 1994 года, он возвратился домой через 437 суток и 17 часов. Опыт Полякова и других орбитальных «долгожителей» показал всем сомневающимся: землянин вполне способен, сохранив здоровье, перенести как полет к соседним планетам в одну сторону, так и двусторонний полет, например, до Марса и обратно.
Начиная с марта 1987 года комплекс «Мир» начал расти. Дополнительное оборудование прибыло на астрофизическом модуле «Квант» (37КЭ, ТКМ-Э), стартовавшем 31 марта 1987 года. Кроме служебных систем, в частности силовых гироскопов, обеспечивающих ориентацию и стабилизацию комплекса, на «Кванте» размещалось астрофизическое оборудование: ультрафиолетовый телескоп «Глазар», телескоп с теневой маской, комплекс спектрометров «Пульсар Х-1», спектрометры HEXE, Siren2 и т. п.
В дальнейшем к «Миру» были пристыкованы: модуль дооснащения «Квант-2» (77КСД, ЦМ-Д, старт 26 ноября 1989 года), стыковочно-технологический модуль «Кристалл» (77КСТ, ЦМ-Т, 31 мая 1990 года), исследовательские модули «Спектр» (77КСО, ЦМ-О, 20 мая 1995 года) и «Природа» (77КСИ, ЦМ-И, 23 апреля 1996 года). В модуле «Квант-2» установили блоки системы жизнеобеспечения (включая аппаратуру для регенерации воды и воздуха), душевую кабину, запасы продовольствия. Здесь же располагалась большая шлюзовая камера, хранились скафандры «Орлан-ДМА» и СПК – средство передвижения космонавта в открытом космосе ранцевого типа. На «Кристалле» размещалось оборудование для технологических, биологических, астрономических и прочих исследований, а также андрогинно-периферийный стыковочный узел, к которому в перспективе должен был причаливать многоразовый воздушно-космический корабль «Буран». Модуль «Природа» в основном предназначался для исследования земной поверхности, а на «Спектр» возлагалось изучение верхних слоев атмосферы. Из-за проблем с финансированием, начавшихся после развала Советского Союза, приборный состав научно-исследовательских модулей многократно менялся, причем отечественное оборудование заменялось иностранным.