A holdra a szovjetek indítottak először űreszközt, méghozzá a Luna–1 szondát Bajkonurból 1959. január 2-án. A terv a 20. század közepének tudományos és technológiai fejlettségéhez mérten több volt, mint ambiciózus: becsapódni a Hold felszínébe egy szondával, amely a zuhanás közben tudományos mérések kavalkádját végzi (volt rajta Geiger-mérő, magnetométer, mikrometeorit-detektor), és a mérések eredményét még a megsemmisülés előtt visszajuttatja a földre. Mellesleg pedig – az űrverseny másodlagos (vagy inkább elsődleges) céljaihoz illeszkedve – a szovjet világrend felsőbbrendűségét bizonyítandó az ország címerét is otthagyja a holdon.
Nem mondhatjuk, hogy ebből nem lett semmi. Bár az egyik, rossz időzítéssel begyújtott rakétafokozat miatt nem sikerült a Luna–1-et szállító űrhajónak eltalálni a Holdat, viszont ezáltal a Luna–1 lett az első ember alkotta eszköz, amely kijutott a Föld közvetlen közeléből és heliocentrikus (Nap-központú) pályára állt. Eközben a világon először tudta közvetlenül is megfigyelni a napszelet (a napból kiinduló töltött részecskék áramlását), megmérte – és nem találta – a Hold addig feltételezett mágneses terét, és általában először végzett méréseket a Földtől távoli, úgynevezett külső űrben.
Ugyanakkor a szovjet űrkutatók mégsem tudták teljes sikernek eladni a Luna–1 misszióját, hiszen mégiscsak mellélőttek a Holdnak, márpedig – már csak elnevezése okán is – ez lett volna az elsődleges cél. Ezért minden bizodalmukat a Luna-program következő tagjába, a Luna–2-be vetették. De ennek felbocsátása sem volt problémamentes. A fellövéskor ugyanis nem tudták a teljes tolóerőt kicsikarni a rakétából, mivel hiba csúszott a gyújtási folyamatba. Így leállították a műveletet, kicserélték a rakétát, és így háromnapos csúszással, 1959. szeptember 12-én tudott elindulni a Hold irányába.
Ahogyan elődje, ez is közvetlen pályán közelítette meg a holdat, és végre sikerrel járt. Mintegy 36 órás repülés után szeptember 13-án magyar idő szerint valamivel este tíz óra után becsapódott a Hold felszínébe, méghozzá a látható korong közepétől mintegy nyolcszáz kilométer távolságban. A holdat érés helyszíne a Mare Imbrium (az „Esők tengere”) nevű síkság volt, közel az Aristides-, az Archimedes- és az Autolycus-kráterekhez.