Космодром Байконур основан 2 июня 1955 года. Постановление же Совета Министров СССР, положившее начало строительству научно-исследовательского и испытательного полигона министерства обороны вышло раньше - 12 февраля 1955 года.
Строительство первой очереди космодрома было завершено в рекордные сроки, и уже в мае 1957 года с полигона был произведен первый пуск межконтинентальной баллистической ракеты /МБР/ Р-7 конструкции Сергея Королева.
Эра освоения космоса человеком началась 12 апреля 1961 года, когда с Байконура был запущен космический корабль "Восток", пилотируемый Юрием Гагариным.
За годы, прошедшие после полета в космос Юрия Гагарина, здесь были испытаны целые поколения жидкостных межконтинентальных баллистических ракет, ставшие основой "ядерного щита" страны. Здесь также прошли испытания новые ракеты-носители "Циклон", "Союз", "Протон", "Н-1", "Зенит", "Энергия".
С космодрома Байконур запускались спутники серии "Космос", "Метеор", спутники связи и телевидения "Экран", "Радуга", "Горизонт", "Молния", "Экспресс", навигационные спутники "ГЛОНАСС", орбитальные станции "Салют", "Мир", модули Международной космической станции, автоматические межпланетные станции "Марс", "Венера", "Зонд", "Вега".
Всего с Байконура за 50 лет было запущено более полутора тысяч космических аппаратов различного назначения.
С момента своего образования космодром вводил в структуру Министерства обороны СССР (Ракетные войска стратегического назначения, Военно-космические силы). После распада СССР космодром стал собственностью Республики Казахстан. В соответствии с Договором аренды комплекса "Байконур" между Правительством Российской Федерации и Правительством Республики Казахстан, вступившем в силу с первого августа 1995 года, использование комплекса осуществляется Российской Федерацией. Срок аренды комплекса "Байконур" - 20 лет с возможным его дальнейшим продлением, ежегодная плата - 115 млн долл.
В 1994 г. в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации ряд объектов космодрома "Байконур" (более 60% балансовой стоимости всего космодрома) переданы Российскому авиакосмическому агентству. Для обеспечения содержания и эксплуатации переданных объектов на головных предприятиях космической отрасли созданы центры испытаний и развернуты работы по обеспечению космических программ с использованием принятых объектов.
Байконур имеет возможность проводить пуски 5 типов ракет-носителей. В эксплуатации находятся 9 стартовых комплексов с 15 пусковыми установками, 34 технических комплексов подготовки ракет и космических аппаратов. Его площадь составляет около 10 тыс квадратных километров, а протяженность шоссейных и железных дорог более 1700 км.
6 июля 1999 года, после аварии российского военного спутника связи "Радуга", власти Казахстана запретили пуски с космодрома Байконур ракет космического назначения. В ноте МИД Казахстана, адресованной МИД РФ, говорилось о запрете пусков без указаний типов ракет-носителей. Объявленный правительством Казахстана запрет на проведение пусков с Байконура противоречил двустороннему Договору об аренде космодрома Россией.
В документе четко оговорены все процедуры по определению ущерба, причиненного авариями ракет-носителей и космических аппаратов, и порядок его возмещения. В результате переговоров вице-премьера Правительства РФ Ильи Клебанова с казахстанским руководством было принято решение о том, что с утра 15 июля возобновляются все старты космических аппаратов с космодрома Байконур. Центр имени Хруничева перечислил Казахстану в счет компенсации ущерба от аварии 270 тыс. долл.
21 декабря 2000 года специалисты России и Казахстана подписали программу по совместной работе в исследовании космоса. Согласно документу, Россия продолжит аренду космодрома Байконур с ежегодной выплатой в 115 млн. долл. Кроме этого, 50 млн. долл. будут ежегодно перечисляться республике Казахстан для поддержания и развития инфраструктуры космодрома. Российская сторона взяла на себя также финансирование жизнеобеспечения города Байконур, где проживают специалисты, обслуживающие работу космодрома. В программе предусмотрены также мероприятия по улучшению экологии территорий республики, прилегающих к космодрому.
На встрече В. Путина и Н. Назарбаева 9-10 января 2004 года в Астане было подписано соглашение о развитии сотрудничества по эффективному использованию комплекса "Байконур", а также о дальнейшем развитии сотрудничества по вопросам обеспечения функционирования данного комплекса. Арендная плата осталась неизменной: Россия будет по-прежнему платить 115 миллионов долларов в год. В то же время срок аренды продлевается до 2050 года. Кроме того, Россия получила заказ от Казахстана на разработку и запуск спутника связи (первый национальный спутник Казахстана "КазСат"). Первый казахский спутник связи "КазСат" был запущен 18 июня 2006 года с космодрома Байконур с помощью российской ракеты-носителя "Протон-К" /изготовления ГКНПЦ им.Хруничева/ на опорную орбиту и доставлен на геостационарную орбиту разгонным о блоком ДМ /изготовления РКК "Энергия"/.
22 декабря 2004 года на встрече глав правительств РФ и Казахстана Михаила Фрадкова и Даниала Ахметова подписано Соглашение о создании на Байконуре нового экологически безопасного ракетно-космического комплекса "Байтерек" (в переводе с казахского "Тополь") для выполнения коммерческих и национальных космических программ России и Казахстана. Для создания "Байтерека" будут построены стартовый и технический комплексы для ракеты-носителя "Ангара", разработчиком которой выступает Центр имени Хруничева. Вклад сторон таков: разработка проекта возложена на Россию, финансовую сторону взялся обеспечить Казахстан.