德国研究火箭历史悠久。早在1909年，德国克虏伯公司就购买了瑞典人温格中校的固定火箭炮专利，独立改进和试生产。在一战期间，这种火箭炮曾在战场上试用。但还没等大量生产，一战就结束了。
1925年，德国人率先在奥比尔公司生产竞赛用汽车上试验了火箭推进器。尽管试验并没有得到预期的成果，但德国科学家并未因此放弃新的探索。反而着手设计飞向同温层高空的探空火箭。
1927年，以奥地利数学家赫尔曼·奥伯特为首的一批德国科学家与工程师成立了民间的德国宇宙航行协会，这是世界上第一个航天太空科技研究协会。1929年，奥伯特与他的助手们开始研发液态火箭推进器。
德国火箭研究最初目的是绕过《凡尔塞条约》，研究出能够代替大口径火炮的投掷武器，用于攻击壕沟堡垒防守的敌军及发射化学弹药、燃烧弹等。希特勒上台后，疯狂扩军战备，纳粹的闪电战术主要依靠空军俯冲轰炸机和装甲部队突击来完成，火箭炮部队列为炮兵辅助二线部队。
1932年后德国陆军开始想到液态燃料火箭作为长程攻击武器的可能性，并派遣对火箭研发有兴趣的瓦尔特·多恩伯格上尉负责筹组相关事宜，瓦尔德招募了韦纳·冯·布劳恩为首的火箭研究小组进入德国陆军兵器局，开始进行液态火箭推进器的试验，同年，德军在柏林南郊的库斯麦多夫靶场建立了火箭试验场。
冯·布劳恩，1912年生于德国维尔西茨的贵族家庭。1931年夏，冯·布劳恩到瑞士苏黎世的联邦工学院深造。1934年，以物理博士学位毕业，毕业论文论述了液体推进剂火箭发动机理论。柏林大学把这篇论文评为特优（30年后德国宇宙飞行协会将该文作为特刊出版）。就这样，他为学生时代画上了闪光的句号。飞向宇宙是他的毕生理想，第一步努力是研制大功率液体推进剂。尽管难题堆积如山，但他的班子最终使V-2成为现实。
瓦尔特·多恩伯格1895年生于德国黑森州吉森城，1914年应征入伍，在陆军服役。后被派往柏林工业大学深造，攻读机械工程专业，1930年获得硕士学位后回到军械局，接受领导研制火箭武器的任务。1930年到1932年间，多恩伯格担任固体推进剂火箭和液体推进剂火箭研制部门的负责人。1935年获柏林工业大学工程博士学位。1936年到1945年间，任佩内明德火箭研制中心和试验基地的司令官，全面负责军械局的火箭研制、生产和部队训练。从1944年起，他还担任德国国防军三军导弹计划的司令官，兼任德国导弹研制委员会主席，总管军事和技术工作，负责所有V型火箭武器系列和地空弹的研制和采办任务。
二战期间，德国空军和海军重视火箭导弹武器，但由于缺乏统一领导，各搞一套。德国当局采取的第一个措施是扩大多恩伯格的职权，规定他既是佩内明德火箭研制中心和试验基地的司令官，又是三军火箭武器装备研制与采办负责人。佩内明德是军事基地，大权由多恩柏格独揽，开始他向最高统帅部汇报，到1944年直接向希特勒汇报。
多恩伯格说：“我当时并不追求很理想的火箭，能上天就行。”他领导研制的V-1型火箭是个实验型号，并无军用价值，却是世界上第一个无人驾驶的巡航式飞行器，鉴于英国大量装备战斗机，使德国袭击英国的轰炸机损失日益惨重，多恩伯格决定加速V-2火箭的研制进度，较快地完成了定型工作，德国当局于1942年底下令大量生产。V-2型火箭是二战期间德国使用最多的超音速近程地地弹道导弹。V-2的诞生，可以与航空领域莱特兄弟发明的飞机媲美。V-2火箭是德国弹道导弹，是第一种超声速火箭，为现代航天运载火箭和远程导弹的先驱。
从1933-1941年的8年期间，多恩伯格与冯·布劳恩的研发团队不断进行火箭研发，第一代A-1重150千克，直径0.3米，长1.4米，采用酒精与液态氧推进剂，但推力只有3000千克力。由于设计不合理，A-1火箭试验失败。
佩内明德是德国东北乌瑟多姆岛上的一座小镇，曾是V-1和V-2火箭的研制基地。1934年12月19日及20日，冯·布劳恩的研究团队成功发射两枚重500千克，安装陀螺仪并以液态氧及乙醇为动力的A-2火箭，发射地点位于德荷边界的柏克姆岛，此次测试两枚火箭以2.2千米及3.5千米的射程掉落北海，A-2火箭开发案到1936年结束。
由于A-2火箭得到了满意的成果，德军近一步着手研究第二代的A-3与A-4火箭开发计划，其中A-4火箭的预定目标为射程175千米、最大射高80千米、酬载量1吨的大型火箭，由于实验规模已经大到旧试验场无法提供足够测试空间，因此德国选择了东部奥德河的出海口处的一个名叫佩内明德的小镇，兴建新的火箭试验基地（HVP）。
除了液态火箭以外，德国空军也在此地开始研发FI-103无人驾驶飞行器的研究工作（FI-103即后来的V-1火箭），代号FZG-78。1942年FI-103研发成功后，纳粹宣传部长戈培尔亲自将此种新式兵器命名为“V-1火箭”。V指的是德文的Vergeltungswaffe waffe（复仇武器）一辞缩写，他意味着德国要用这种新兵器为一战的失败雪耻，并向战胜国复仇。
A-3火箭重达750千克，直径0.7米，长6.5米，推力增大到14700千克力。即使A-3火箭试验成功，但射程距离仍旧未达到研究团队的目的。新型态的A-4火箭设计方案提出，并接受试验。1937年得到德国陆军支持，拨款两千万马克作为A-4火箭研发经费。A-5火箭则是A-3火箭的改良版，A-4火箭在吸取A-5火箭的研发经验与资料后，在1942年正式研发成功。随即量产制造，1944年9月正式命名“V-2火箭”，并在9月8日的伦敦攻击扬名于世。
二战期间，V-1飞弹被大量用于攻击英国东南部目标和欧洲大陆目标。英国称为“有翼飞弹”或“飞机飞弹”。飞弹长7.90米，采用中单翼，装有简单的脉冲喷气发动机，卡塞尔地区格哈德·费思勒股份有限公司工程师罗伯特·吕塞尔领导的设计小组设计。它采用斜轨发射，装有预定制导装置，由此装置引导飞弹大致按指定的方向飞行。发射重量约2180千克，850千克为阿马托高能炸药。飞弹弹体上安装简单的烟筒状的东西，是阿格斯推力装置，可产生300千克推力。这个装置将空气从前部吸入，进入瓣状活门样的装置，汽油也被间歇注入到瓣状活门样装置后面；每次燃烧周期完成后，空气通过活门又被吸入。
第一次V-1发射试验于1942年12月在佩内明德进行，此次试验使用一架秃鹰巡逻轰炸机进行空中发射。从1944年6月13日至9月4日，对伦敦和伦敦附近各郡连续发射的V-1飞弹达8600枚以上，其中许多从设置在法国加莱地区的发射斜轨上发射出的。8600枚中，有1847枚被盟军战斗机击毁，1866枚被防空火力打落，232枚被气球撞毁。从1944年9月1日至1945年3月30日，德国陆军又向欧洲地区的目标发射了近12000枚。
约175枚V-1被改装成载飞行员的飞弹，这种飞弹准备用亨克尔He111轰炸机载到空中后，再从下部发射出去。飞弹驾驶员在将飞弹对准目标后，即跳伞脱离飞弹。尽管进行过多次试验和训练，有人驾驶的V-1飞弹始终未用于实战。无人驾驶的V-1飞弹一直使用到1945年的1月初，对英国目标发射的飞弹总数达10500枚左右。
V-2工程开始于1940年。由于V-1导弹速度相对较慢，易于被拦截，所以纳粹德国又进一步制订研发新型导弹的计划，即V-2工程。V-2工程起始于A系列火箭研究，由冯·布劳恩主持，是1936年后在佩内明德火箭研究中心的重点项目。A系列火箭经过许多新的改进，性能大大提高，由纳粹宣传部长戈培尔命名为“复仇使者”，代号变为V-2。
V-2导弹的制导系统跟V-1大体相似，不同的是陀螺姿态仪和加速度控制器，前者用来测量导弹立体飞行姿态，保持导弹发射方向。后者用来掌握导弹的及时运动速度，控制导弹在规定高度的转向。到了预定时间和高度，燃料供应器切断燃料，让导弹失去动力下落。
由于V-2导弹飞行速度极快，必须仔细计算出一系列复杂数据，包括弹道、飞行航路和速度。在今天，通过高性能计算机测试这些数据，也是非常繁杂的。在没有计算机的当时，靠手工精确计算简直就是一个不可能完成的任务。即使有了精确计算，能够控制严格保证飞行的方向和速度，但是飞弹速度仍然需要在极短的时间切断燃料供应。现代弹道导弹，可以通过计算机将切断燃料时间控制在几万，甚至几十万分之一秒，这样导弹仍有数百米的偏差。当年依靠机械仪器切断燃料而造成巨大的导弹偏差，就容易理解了。虽然实际效果一般，但是盟军一直把V-2飞弹当作最大的威胁之一，出动巨大的轰炸机群四处搜寻轰炸，耗费了巨大的人力物力，甚至出动特种部队和伞降部队偷袭V-2基地。
V-2是单级液体火箭，全长14米，重13吨，直径1.65米，最大射程320千米，射高96千米，弹头重1吨。由于V-2飞弹在俯冲攻击目标时速度高达4马赫，300千米射程内的飞行时间仅8分钟，根本没有任何方法可以做出拦截和预警。1944年9月8日，V-2火箭开始使用，到1945年3月2日英美军队攻击荷兰境内的海牙发射场为止，共向英国发射1403枚，其中1115枚射到英国境内，517枚命中伦敦。对于这种导弹，完全无法防御，曾在英国朝野造成恐慌。在10个月的火箭袭击中，德国共发射11895枚火箭（V-1 10492枚；V-2 1403枚），射到英国境内4646枚，击中伦敦市区2937枚，被击落（V-1）3954枚。英国因火箭袭击死亡11600人，伤66000人，炸毁房屋26000余幢。
V-2从投产到德国战败，共制造了6000枚，其中4300枚用于袭击英国和荷兰。纳粹把V-2看作是一种革命性武器。
V-2在工程技术上实现了宇航先驱的技术设想，对现代大型火箭的发展起了承上启下的作用。成为航天发展史上一个重要的里程碑。与V-1不同的是，它速度极快，由于是穿过大气层飞抵目标的，所以一经发射，便无法截击。唯一的防御办法就是搜索并破坏其发射场地。
诺曼底登陆战役开始6天后，即1944年6月13日，纳粹德国开始用V-1火箭攻击伦敦，9月，第一枚V-2落到伦敦。火箭攻击造成了严重的平民伤亡和财产损失。如果在6个月前对登陆部队集结地进行集中攻击而不是伦敦的话，即如艾森豪威尔将军所说的，盟国将遭到难以克服的困难。
对伦敦的攻击都是在上午7-9时，中午12至下午2时，下午6-7时交通高峰期进行的，企图吓垮英国的民心士气。
在诺曼底前线的英国士兵尽最大努力用最快速度向德军火箭发射地挺进。除了向伦敦发射外，在盟军9月4日占领安特卫普港后，纳粹向安特卫普港进行了大规模导弹攻击。
从1944年9月6日至1945年3月27日，V-2的发射总数约为4300枚，其中1120枚是用于攻击伦敦，2500枚用于攻击欧洲大陆目标。其余均用于在德国训练和试验。据民防记录记载，第一枚是9月8日发射的。向伦敦发射前，9月6日曾向巴黎发射两枚，但没击中目标。也有另一种统计，从1944年6月13日到1945年3月的10个月间，德军共发射了15000枚V-1火箭与3000枚V-2火箭，共造成英国31000人丧生。V型弹道导弹的出现，亦拉开了新式作战的序幕，V-2的出现意味着各种新兴弹道导弹的战略、战术运用。
除了火箭本身以外，为V-2发展的许多技术都成为战后年代的规范。为大型火箭采用的车载式竖起架的方案已为全世界普遍采纳。
大型洲际弹道导弹在很大程度上受到佩内明德设计人员的影响。早在向英国发射V-2之前，冯·布劳恩的班子就已着手设计两级火箭，在标明日期为1940年6月10日的一张草图上记载着一枚导弹，重86600千克，长22.4米，第二级是一枚有翼的V-2。设计思想即：有翼火箭与助推器分离后，继续飞入稀薄大气层，以便达到大西洋彼岸的美国。
1943年初，盟国发现这一计划，并通过对佩内明德的空中侦查得到证实。1943年8月17日夜，英国皇家空军对佩内明德进行了大规模空袭，毁伤了V-2的地面设施。为了预防重蹈灾难，纳粹将V-2工厂迁到德国山区的山洞工厂，这个过程耽误了预期的火箭攻势。
德国哈尔茨山有个在地下60米的坑道网，这里曾经是纳粹头目希特勒制造V-2火箭的秘密军工厂。近两万法国人、比利时人、苏联人和波兰人葬身于此。他们多半是犹太人，被纳粹从布痕瓦尔德集中营押送到这里。饥饿、疾病、苦役和肉体上的折磨夺去了他们的生命。如果不是纳粹摄影师瓦尔特·弗朗茨的儿子在酒窖里找到他父亲当年的一些遗物，人们可能永远见不到这些殉难者的照片。
哈尔茨山的悲剧可以追溯到1937年位于波罗的海沿岸的佩内明德。当时，德国纳粹政府只是想发明一种可以躲开《凡尔赛条约》限制的火箭。一战结束后，《凡尔赛条约》对德国拥有大炮的数量和规格都有限制。5年之后的1942年10月，当德军在东线和北非战场开始失利后，希特勒终于下决心要研制“特殊武器”。
由于佩内明德1943年8月被英国皇家空军的轰炸机夷为平地，德国打算建造新的秘密军工厂，专门制造V-2火箭。厂址选在远离边境、但是靠近布痕瓦尔德的哈尔茨山。V-2计划由党卫队负责实施。犯人们每天劳动12个小时，用两个月的时间挖掘了两条两千米长、200米宽的地下通道。两条通道之间有43个衔接点。这就是“死亡工厂”。
1944年1月V-2火箭开始投入生产，但是每个火箭有22000个零件，组装起来很费时间。另外还必须把每个重达14吨的弹头运送到1944年在法国英吉利海峡沿岸建好的发射地。9月5日进行了第一次发射试验。3天后德军开始轰炸英国的伦敦和诺里奇，然后又轰炸了比利时的安特卫普，袭击的准确性虽然令德军失望，但火箭发射的巨大冲击波和爆炸前几秒钟特有的刺耳的呼啸声引起轰炸地老百姓不小的恐慌。不过，对纳粹来说，V-2也不能挽救失败的命运。1945年3月，V-2被迫停产，哈尔茨山体下工厂的部分设备被撤走。4月11日美国士兵发现了这座秘密工厂。一名军官在报告中写道：“一进去我们就看到尸横遍地，瘦得皮包骨的犯人们饿死在地上。”美国士兵共抬出约3000具尸体。另外，他们还没有忽视堆在坑道中的军事设备，带走了100多枚组装好的完整的V-2火箭。
纳粹德国面临崩溃时，冯·布劳恩在几天内把技术报告、设计图、专利品、蓝图和工程图纸撤出来。盟国对德国战略轰炸过程中，他在医院等待空袭结束，他策划了佩内明德研制班子向美国的投降行动。当他的国家处于战争状态时，他帮助国家取得了新武器。既然这一切已成为过去，他认为自己的新义务是从废墟上把对将来征服宇宙空间的计划拯救出来。1945年5月2日，冯·布劳恩和400余名火箭专家向美军投降，大战结束，美苏都急于掌握德国火箭技术，按照雅尔塔密约，V-2火箭生产工厂的主要所在地佩内明德划给苏俄托管。在美国政府支持下，美军组成了突击队，紧急展开代号“回纹针”的任务。1945年5月22日到5月31日的10天之内，美军挺进巴伐利亚区并占领当地，动用了300节火车车厢和13艘轮船，把近百枚的V-2火箭及相关设备和半成品抢运一空，苏军在第二天，即6月1日抵达时，只看到一座座空荡荡的工厂。
美国获得V-2半成品和制造设备，并成功说服了瓦尔特·多恩伯格中将及冯·布劳恩博士等126位研究团队成员前往美国。1945年9月，冯·布劳恩抵达美国，时年33岁，在德克萨斯州成立了福特布里斯火箭研究小组以及在新墨西哥新建白沙导弹靶场。德国科学家透露了V-2火箭的全部秘密，用自己的知识为美国效劳。意外获得这些材料而大喜过望的美国人对冯·布劳恩的过去睁只眼闭只眼，利用他的本事开始征服宇宙空间的探索。
自此，美国的火箭工业和太空发展扶摇直上。除了军事用途，V-2火箭在研究高层大气和电离层以及对地球表面拍照等课题上也有用。1946年，美国海军实验室发射了一枚V-2火箭，射到数百千米的高空，用来观测来自太阳的紫外线，这是V-2火箭第一次应用在太空研究中，从此开启了太空科学的新的一页。此外，V-2火箭亦用来当作载人飞行试验载具，并搭载过猴子一类小动物升空。苏军也缴获大量V-2成品和部件，并俘虏了一些德国火箭专家，以此为起点，开始自己的火箭和空间计划。
