El 4 de octubre de 1957, la Unión Soviética lanzó el primer satélite artificial de la tierra, el Sputnik-1. El exitoso lanzamiento fue una sorpresa para los expertos y ciudadanos de los Estados Unidos, que esperaban que los Estados Unidos lograran primero este avance científico.
El hecho de que los soviéticos tuvieron éxito alimentó temores de que el ejército estadounidense generalmente se había quedado atrás en el desarrollo de nuevas tecnologías. Como resultado, el lanzamiento del Sputnik sirvió para intensificar la carrera de armamentos y aumentar las tensiones de la Guerra Fría. Durante la década de 1950, tanto los Estados Unidos como la Unión Soviética estaban trabajando para desarrollar nuevas tecnologías. La Alemania nazi había estado cerca de desarrollar el primer misil balístico intercontinental (ICBM) del mundo cerca del final de la Segunda Guerra Mundial, y científicos alemanes ayudaron a la investigación en ambos países a raíz de ese conflicto. Ambos países también participan en el desarrollo de satélites como parte de un objetivo establecido por el Consejo Internacional de Uniones Científicas, que pidió el lanzamiento de tecnología satelital a fines de 1957 ó 1958. A lo largo de la década, los Estados Unidos probaron varias variedades de cohetes y misiles, pero todas estas pruebas terminaron en fracaso.
El lanzamiento soviético del primer satélite Sputnik fue un logro en una serie de éxitos tecnológicos. Pocos en los Estados Unidos lo habían previsto, e incluso los que lo hicieron no eran conscientes de lo impresionante que sería. Con 184 libras, el satélite ruso era mucho más pesado que cualquier cosa que los Estados Unidos estaban desarrollando en ese momento, y su exitoso lanzamiento fue seguido rápidamente por el lanzamiento de dos satélites adicionales, incluido uno que llevaba un perro al espacio. Juntos, orbitaban la tierra cada 90 minutos y creaban el temor de que los Estados Unidos se quedaran muy rezagados en cuanto a capacidad tecnológica. Estas preocupaciones se agravaron cuando los Estados Unidos se enteraron de que la Unión Soviética también probó el primer misil balístico intercontinental ese año.
Aunque el presidente Dwight Eisenhower había tratado de minimizar la importancia del lanzamiento del Sputnik para el pueblo estadounidense, vertió fondos y recursos adicionales en el programa espacial en un esfuerzo por ponerse al día. El Gobierno de Estados Unidos sufrió un severo revés en diciembre de 1957 cuando su primer satélite artificial, llamado Vanguard, explotó en la plataforma de lanzamiento, sirviendo como un recordatorio muy visible de lo mucho que el país aún tenía que lograr para poder competir militarmente con los soviéticos. Por fin, el 31 de enero de 1958, Estados Unidos logró lanzar su primer satélite, el Explorer. El Explorador aún era más ligero que el Sputnik, pero su lanzamiento lo envió más profundo al espacio. Los soviéticos respondieron con otro lanzamiento, y la carrera espacial continuó.
El éxito del Sputnik tuvo un gran impacto en la Guerra Fría y en los Estados Unidos. El temor de que se hubieran quedado atrás llevó a los legisladores estadounidenses a acelerar los programas espaciales y de armas. A finales de la década de 1950, el primer ministro soviético Nikita Jrushchov se jactó de la superioridad tecnológica soviética y de las crecientes reservas de misiles balísticos intercontinentales, por lo que Estados Unidos trabajó simultáneamente para desarrollar sus propios misiles balísticos intercontinentales para contrarrestar lo que asumía era una creciente reserva de misiles soviéticos dirigidos contra Estados Unidos. Con ambos países investigando nuevas tecnologías, las conversaciones sobre la creación de un tratado que prohibiera las pruebas nucleares se desvanecieron durante varios años. De esta manera, el lanzamiento del Sputnik alimentó tanto la carrera espacial como la carrera armamentista, además de aumentar las tensiones de la Guerra Fría, ya que cada país trabajó para preparar nuevos métodos para atacar al otro. Con el tiempo, los legisladores y los activistas políticos en los Estados Unidos explotaron con éxito el temor de una «brecha de misiles» que se desarrollaba entre los arsenales nucleares estadounidenses y soviéticos en las elecciones presidenciales de 1960, que llevaron a John F. Kennedy al poder sobre el vicepresidente de Eisenhower, Richard Nixon. La Crisis de los Misiles en Cuba de 1962 sirvió para recordar a ambas partes los peligros de las armas que estaban desarrollando.