Tikai pēc vairākiem gadiem, ar lielu nokavēšanos attiecībā pret ASV, 1964. gada 3. augustā ar valdības lēmumu tika apstiprināta PSRS Mēness pilotējamā programma un sākās reāli plaša mēroga darbi pie divām paralēlām pilotējamām programmām: Mēness aplidošanas («Protons» - «Zonde/L1») līdz 1967. gadam un nosēšanās uz tā (N-1 — L3) līdz 1968. gadam ar lidojumu-konstrukciju izmēģinājuma posmu 1966. gadā.
Lēmumā bija pilnīgs visu sistēmu izstrādes dalībnieku saraksts kuģiem L1 un L3 un aprakstīti visdažādākie darbi, kuros, kā likās, «neviens un nekas nebija aizmirsts». Taču jautājumi par darbu detalizētu sadali — kas, kam un kādām sistēmām izvirza prasības — tika izdebatēti un rakstīti privātā veidā un protokolos vēl trīs gadus.
Kuģu L1 un L3, kā arī N-1 raķešu bloku projektēšana, shēmu izstrāde ekspedīcijām līdz Mēnesim un uz Mēnesi sākās vēl pirms programmas apstiprināšanas — 1963. gadā. Divu sekojošo gadu laikā tika uzrasēti raķetes N-1 darba zīmējumi un parādījās pirmie Mēness kuģu skiču projekti.
Dažādos KB eksistēja dažādi Mēness aplidojuma projekti, tajā skaitā ar dažādiem palaišanas un kuģa montāžas paņēmieniem orbītā ap Zemi (pirms parādījās jaudīgākā raķete «Protons»), lai veiktu Mēness aplidojumu. Aplidojuma programmas realizēšanai un izveidei līdz pēdējai bezpilota lidojumu stadijai izvēlējās kuģi no Koroļova SKB-1 jaunizveidotās «Sojuz»sērijas kuģi 7K-L1 un nedaudz agrāk radīto Čelomeja SKB-52 nesējraķeti «Protons».
PSRS vadība bija uzdevusi nodrošināt prioritāti arī tam, ka pirmie, kas nosēdīsies uz Mēness, būs padomju pārstāvji. Tas tika noteikts jau pirmajā 1964. gada lēmumā un arī 1967. gada lēmumā, kad pirmā ekspedīcija jau tika paredzēta 1968. gada trešajā kvartālā. Reāli Mēness nosēšanās programma N1-L3 (paralēli Mēness aplidošanas programmai) sākās 1966. gadā, daudz atpalikusi no amerikāņu programmas, galvenokārt tāpēc, ka bija problēmas ar nesējraķeti. Pirmie divi 1969. gada (pirms pirmās amerikāņu ekspedīcijas), kā arī divi nākošie supersmagās nesējraķetes N-1 starti beidzās nesekmīgi. Mēness orbitālais kuģis-modulis 7K-LOK no kompleksa L3 veica vienu, bet Mēness nosēšanās kuģa modulis T2K-LK — trīs testa bezpilota startus orbītā ap Zemi jau pēc tam, kad ASV bija veikušas pirmo nosēšanos. Pēc programmas N1-L3, kas ilga arī kādu laiku pēc ASV triumfa, pirmā padomju ekspedīcija uz Mēness varētu notikt tikai 1975. gadā, bet pēc tās, vēl viena līdz piecām sekojošām.
Abas padomju pilotējamās Mēness programmas tā arī netika pabeigtas termiņu sākotnējās atpalikšanas dēļ, vairāk nekā piecas reizes mazākā budžeta dēļ salīdzinājumā ar ASV un dažām organizatoriskām un tehniskām kļūmēm, ieskaitot konkurenci un līdzekļu sadalījumu starp Koroļova un Čelomeja KB Mēness kuģu radīšanas sākuma posmā. Pats pieredzējušākais kosmisko dzinēju KB — Gluško birojs — atteicās taisīt jaudīgos N1 dzinējus. N1 pakāpju izmēģināšana nenotika, pārāk dārgi maksātu to izmēģināšana stendos uz Zemes. Beigās, šajā laikā notika vesela traģēdiju rinda (1966. gadā nomira Koroļovs, 1967. gadā, nesekmīgi nolaižoties kuģim «Sojuz-1», kurš savā ziņā bija kuģa 7K-LOK prototips, gāja bojā Vladimirs Komarovs, pats ticamākais kandidāts sarežģītajiem lidojumiem uz Mēnesi, 1968. gadā aviokatastrofā bojā iet Jurijs Gagarins).
Mēness kosmonautu vienība.
Padomju civilo kosmonautu vienības Mēness grupa pie EMCKB (Eksperimentālās mašīnbūves Centrālā konstruktoru biroja) faktiski tika izveidota 1963. gadā. Tad pat padomju Mēness programmai piešķīra visstingrākās slepenības režīmu un par to un to, ka sākotnējais grupas vadītājs bija Gagarins ārzemju žurnālistiem sacīja Tereškova savas vizītes laikā Kubā. 1965. gadā grupa tika noformēta oficiāli (kā Mēness programmas kosmonautu komandieru un pētnieku sagatavošanas nodaļa), 1966. gadā to apstiprina Kara rūpniecības komisija, 1967. gada februārī tā tiek noformēta pilnībā. Bija izveidotas apkalpes: Ļeonovs – Makarovs, Bikovskis – Rukavišņikovs, Popovičs – Sevastjanovs, vēl grupā bija Vološins, Dobrovoļskis, Kļimuks (komandieri), Artjuhins, Voronovs, Grečko, Jeršovs, Nikolajevs, Hrunovs, Gorbatko, Volinovs, Šoņins, Kukļins, Filipčenko, Feoktistovs, Kubasovs, Volkovs un rezervisti nosēšanās programmai L3 - EMCKB civilie kosmonauti Anohins, Bobikovs, Dolgopolovs, Bugrovs, Ņikitskis, Pacajevs, Jazdovskis. Oficiāli radīto grupu (nodaļu) vadīja Bikovskis.
Grupa ilgi un rūpīgi strādāja (līdz pilnai gatavībai 1968. gadā) pie Mēness aplidojuma programmas, bet kādu laiku pēc tās slēgšanas arī pie Mēness nosēšanās programmas. Lai sagatavotos astronavigācijai pēc zvaigznēm dienvidu puslodē grupa devās komandējumā uz Somāliju [toreiz šī valsts vēl nebija sabrukusi, pirātu nebija, bet visi cītīgi būvēja vietējo sociālismu – t.p.] lai nostrādātu nosēšanos uz Mēness kosmonauti izmantoja trenažierus un helikopterus.
Priekš šīs programmas KSC (Kosmonautu sagatavošanas centrā) tika uzbūvēts planetārijs.
Sākumā nozīmētajai apkalpei Bikovskim – Rukavišņikovam bija jāveic pirmais Mēness aplidojums, bet Ļeonovam bija jākļūst par pirmo PSRS (un, ja izdotos, arī pirmo pasaules) kosmonautu uz Mēness. Pēc publicētajām ziņām, grupas svarīgākie locekļi bija klāt un pārbaudīja kuģus, kad startēja “Zonde-4” un nākošie L1 kuģi (tajā skaitā, viņi atradās Baikonurā, gaidot atļauju, lai lidotu ar “Zondi-7” 1968. gada 8. decembrī), kā arī L1S, kad notika raķetes N-1 otrais starts. Popovičs un Sevastjanovs, un citi uzturēja sakarus ar vadības centru caur kuģiem “Zonde” to lidojumu laikā.
Tā kā PSRS zaudēja abos “Mēness sacīkšu” etapos, kosmonautu gatavošanās Mēness aplidošanai tika pārtraukta 1969. gada martā, bet gatavošanās, lai nosēstos uz Mēness, - 1969. gada novembrī.