W wyniku radzieckiego programu kosmicznego uwieńczonego wystrzeleniem pierwszego w historii świata sztucznego satelity (Sputnik 1) 4 października 1957 uwaga Stanów Zjednoczonych skierowała się ku własnym działaniom w tym zakresie. Kongres zaniepokojony realnym zagrożeniem ze strony ZSRR i możliwością utraty pozycji lidera w dziedzinie nowych technologii zaapelował do prezydenta Dwighta D. Eisenhowera oraz jego doradców o podjęcie bardziej stanowczych kroków mających na celu wsparcie i rozszerzenie programu badań kosmicznych. Kilka miesięcy ożywionej debaty doprowadziło do stworzenia wspólnego stanowiska określającego, że nowa agencja federalna powinna służyć prowadzeniu wszelkiej niewojskowej działalności w przestrzeni kosmicznej. W tym samym okresie została powołana do życia DARPA, a także wiele innych podobnych do niej programów kosmicznych, które wkrótce zostały włączone w zakres działalności NASA.
Wystrzelony 1 lutego 1958 Explorer 1 (oficjalnie Satellite 1958 Alpha) był pierwszym amerykańskim sztucznym satelitą. 29 lipca 1958 r. prezydent Dwight D. Eisenhower podpisał National Aeronautics and Space Act, ustanawiając Narodową Agencję Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA). Gdy zaczynała ona działalność 1 października 1958 r., składała się z 4 laboratoriów i zatrudniała około 80 pracowników rządowej agencji badawczej NACA. Ogromne znaczenie dla włączenia się NASA do wyścigu kosmicznego miała technologia przejęta od niemieckiego programu budowy rakiet prowadzonego przez Wernhera von Brauna, który po II wojnie światowej został obywatelem Stanów Zjednoczonych. Pełnił on też kluczową rolę w amerykańskim programie księżycowym i dziś wymieniany jest wśród najważniejszych konstruktorów rakiet kosmicznych i pionierów podboju kosmosu.