12 февраля 1955 года ЦК КПСС и Совет Министров СССР совместным постановлением № 292-181сс утвердили создание Научно-исследовательского испытательного полигона № 5 Министерства Обороны СССР (НИИП № 5 МО СССР), предназначенного для испытаний ракетной техники.

Руководителем строительства назначен генерал-майор Г. М. Шубников. Первый отряд военных строителей прибыл на станцию Тюра-Там 12 января 1955 года.

Строительные работы на полигоне были начаты во второй половине зимы 1955 года. 5 мая 1957 года специальная комиссия приняла первый стартовый комплекс полигона, а 6 мая первую ракету Р-7 уже установили на этом комплексе.

Официальным днём рождения космодрома считается 2 июня 1955 года, когда директивой Генштаба была утверждена штатная структура Пятого научно-исследовательского испытательного полигона и создан штаб полигона - войсковая часть 11284. К началу испытаний и запусков на полигоне находились 527 инженеров и 237 техников, общая численность военнослужащих - 3600 человек.

Для дезориентирования супостата был построен ложный космодром в Карагандинской области вблизи посёлка Байконур. После старта космического корабля «Восток» с Ю.А. Гагариным на борту это название в открытой печати закрепилось и за настоящим космодромом - НИИП № 5.