23 сентября 1931 года Цандер учредил ГИРД – Группу изучения реактивного движения при Осоавиахиме (Обществе содействия обороне и авиационно-химическому строительству СССР). Основной целью сотрудников ГИРД на первом этапе было создание ракетоплана РП-1 – самолета с жидкостным ракетным двигателем (планера БИЧ-8 с двигателем ОР-2). 14 июля 1932 года ГИРД была преобразована из сугубо общественной группы в научно-исследовательскую и опытно-конструкторскую организацию по разработке ракет и двигателей. Тогда же Сергей Королев стал ее начальником.
Ракетопланом удалось заинтересовать военных. «Красный» маршал Михаил Николаевич Тухачевский, занимавший в то время пост начальника вооружений Красной Армии, распорядился финансировать ГИРД за счет Управления военных изобретений. Дело закипело, но, к сожалению, начались проблемы. Отправившись в санаторий на отдых, Цандер подхватил по дороге сыпной тиф и 28 марта 1933 года скончался. Не удавалось довести до кондиции и его новый двигатель ОР-2. Чтобы не затягивать процесс, было решено начать безмоторные полеты ракетоплана с целью проверки его качеств. Пилотировал планер сам Сергей Королев. Испытания 26 июля 1933 года едва не закончились катастрофой – машина оторвалась от земли лишь при третьей попытке и на большой скорости ударилась о землю. Хотя Королев уцелел, планер пришел в полную негодность.
Наиболее удачными разработками группы стали проекты небольших баллистических ракет ГИРД-09 и ГИРД-Х. Первую из них удалось запустить на Нахабинском полигоне 17 августа 1933 года. Ракета взлетела, достигнув высоты около 400 метров. Полет продолжался 18 секунд и был признан успешным. ГИРД-Х, разработанную под руководством Цандера, запустили позднее – 25 ноября.
С момента прихода в ракетостроение Сергей Королев «продавливал» идею создания соответствующего института. Путь к нему виделся через объединение различных групп, занимавшихся ракетами в Москве и Ленинграде. Производственную базу должен был обеспечить Народный комиссариат тяжелой промышленности. В качестве первой важной задачи, которой должен был заняться институт, рассматривалось создание ракеты с радиусом действия от 100 до 1000 километров «с несением не только боевой, но и живой нагрузки». Получается, что еще в 1933 году советские ракетчики собирались осуществить запуск пилотируемой ракеты за пределы атмосферы.
Королев рассчитывал на должность главы института. В его активе был опыт работ в передовой области техники; ему доверяли, выделяя крупные ассигнования. Однако когда приказом по Реввоенсовету от 21 сентября 1933 года был организован Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ), начальником стал кадровый офицер Иван Терентьевич Клейменов.