1960 г. – Присвоена ученая степень доктора технических наук без защиты диссертации. Присуждена Ленинская премия за создание ракеты Р-12. Катастрофа на Байконуре: произведенный с нарушением многих правил техники безопасности старт недоработанной ракеты Р-16 закончился мощным взрывом, унесшим жизни более 70 человек, среди которых были многие сотрудники КБ, а также маршал М. И. Неделин.
1961 г. – Первый успешный пуск межконтинентальной баллистической ракеты Р-16 на полигоне Байконур. Награждение второй золотой медалью «Серп и Молот». В связи с пятидесятилетием со дня рождения награжден орденом Ленина.
1963 г. – Награжден золотой медалью Выставки достижений народного хозяйства СССР.
1966 г. – Избран действительным членом Академии наук СССР. Избран депутатом Верховного Совета СССР седьмого созыва. На XXIII съезде КПСС избран кандидатом в члены ЦК КПСС.
1967 г. – Присуждена Государственная премия СССР.
1969 г. – Награжден орденом Ленина. Выступление на Совете обороны в Крыму: презентация идеи минометного старта.
1970 г. – Награжден юбилейной медалью «За доблестный труд. В ознаменование 100-летия со дня рождения В. И. Ленина». Президиумом Академии наук СССР присуждена золотая медаль им. С. П. Королёва.
1971 г. – На XXIV съезде КПСС избран кандидатом в члены ЦК КПСС. Награжден орденом Октябрьской революции. Награжден Почетной грамотой Верховного Совета УССР.
25 октября 1971 г. – Скончался во время празднования своего шестидесятилетия. Похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.
