Jednym z głównych problemów, z którymi zetknęli się konstruktorzy pierwszych rakietowych statków powietrznych (RLA), było zapewnienie stabilności ich lotu po zadanej trajektorii. Stabilizacja za pomocą usterzenia ogonowego, która dawała rakietowym pociskom prochowym wprawdzie niezbyt dużą, ale akceptowalną celność lotu, tutaj była prawie nieskuteczna.
Dlatego już K. E. Ciołkowski mówił o konieczności stworzenia automatycznych systemów sterowania dla rakiet. Doskonale rozumiejąc znaczenie rozwiązania tego zadania, S. P. Korolow jeszcze przed GIRD-em poświęcił wiele uwagi badaniu dopiero co pojawiających się wówczas autopilotów.
Początkowo, gdy pionierzy techniki rakietowej byli przekonani, że najpierw powstaną rakietoplany, koncentrowali wszystkie siły na opracowaniu silników rakietowych, pozostawiając kwestie automatycznego sterowania na przyszłość. Jednak trudności w tworzeniu silników doprowadziły do tego, że trzeba było zacząć od małych bezzałogowych rakiet. Już ich pierwsze starty pokazały, że problem sterowania w budowie rakiet jest nie mniej aktualny niż stworzenie niezawodnych, lekkich i ekonomicznych silników odrzutowych. Prawdą jest, że silniki rakietnicy musieli opracowywać samodzielnie, natomiast automatycznymi systemami sterowania zajmowały się już istniejące wyspecjalizowane organizacje, do których zwrócili się członkowie GIRD-u. Jednak specjaliści od przyrządów lotniczych, zapoznawszy się z zadaniem technicznym dotyczącym opracowania automatu żyroskopowego dla rakiety, stanowczo oświadczyli, że w tak małych gabarytach nie mogą stworzyć wymaganego przyrządu, a najprawdopodobniej jest to w ogóle niemożliwe. Korolow zrozumiał, że trzeba rozwiązać zadanie samodzielnie. Kiedy próby wciągnięcia do zespołu doświadczonego specjalisty od przyrządów nie powiodły się, skierował na staż do instytutu przyrządów młodego inżyniera S. A. Piwowarowa, który dopiero co przyszedł do GIRD-u. Jemu było pisane wkrótce zostać konstruktorem pierwszych radzieckich przyrządów sterowania rakietami.
Tworzenie rakiet kierowanych odbywało się już w RNII przy aktywnym udziale inżynierów: J. S. Szczetinkowa, B. W. Rauszenbacha, M. P. Driazgowа i innych. Na podstawie skrzydlatej rakiety GIRD-06 opracowano rakietę 06/II z żyroautomatem, stabilizującym lot w jednej płaszczyźnie. Latała ona pomyślnie, wykonując pętle Nesterowa, czasem po kilka podczas jednego lotu. Następnie zbudowano skrzydlatą rakietę krótkiego zasięgu 216 z ciekłopaliwowym silnikiem 02 konstrukcji Candra–Duszkina, która odbyła w latach 1936–1937 cztery loty. Jej automat stabilizował lot już w dwóch płaszczyznach. Kolejna była skrzydlata rakieta dalekiego zasięgu 212 z silnikiem ORM-65 na kwas azotowy i naftę, konstrukcji W. P. Głuszki. Maszyna ta może być uważana za pierwszy typowy przykład współczesnej techniki rakietowej, gdyż posiadała wszystkie podstawowe systemy właściwe dla sterowanych RLA, stabilizowała się we wszystkich trzech płaszczyznach i była zaprojektowana na pokonanie odległości rząd wielkości większej niż zasięg wszystkich opracowywanych wówczas niekierowanych pocisków rakietowych. Rakieta była wykonana w normalnym układzie samolotowym. W jej przedziale przyrządowym znajdował się żyroskopowy automat stabilizacji GPS-3 konstrukcji Piwowarowa, składający się z dwóch żyroskopów, puszek powietrznych, przyrządu prędkości z puszkami aneroidowymi, systemu rozdzielaczy, aretira, maszynek sterujących i systemu sprzężenia zwrotnego. Zbiorniki paliwa były umieszczone w skrzydle, a butle ze sprężonym powietrzem do systemu podawania paliwa i działania systemu sterowania – w tylnej części kadłuba przed silnikiem. Start rakiety odbywał się za pomocą rakietowych sanek rozpędzanych po torze szynowym potężnym silnikiem prochowym. W ten sposób rakieta 212 jest godna uwagi także dlatego, że w niej po raz pierwszy połączono osiągnięcia różnych kierunków radzieckiego budownictwa rakietowego, powstałych w GIRD-zie i GDL-u.
Dużym osiągnięciem GDL było stworzenie prochowych silników rakietowych na wysokoefektywnym bezdymnym prochu. Choć nieco przegrywały z silnikami na paliwo ciekłe pod względem impulsu właściwego, pozostawały niezwykle proste, co nie mogło nie przyciągać konstruktorów. Dzięki nim w RNII postanowiono przeprowadzić szerokie badania nad wyborem aerodynamicznego układu RLA, w tym celu opracowano serię małych skrzydlatych rakiet prochowych — „obiekt 48”. Te niekierowane rakiety, zanim udało się dzięki zabiegom konstrukcyjnym i technologicznym sprawić, by latały wystarczająco celnie, wykonywały w locie najróżniejsze, często nieoczekiwane ewolucje.
Korolow potrafił z każdej, nawet wyraźnie szkodliwej cechy ujawnionej przy próbach nowej techniki, wyciągnąć korzyść. W chaotycznych manewrach niekierowanych rakiet zobaczył możliwość stworzenia dla OPL „torpedy powietrznej”, która łatwo mogłaby dogonić każdy samolot. I taka maszyna została opracowana w 1936 roku, w dodatku od razu w dwóch wariantach: 217/I — w układzie samolotowym i 217/II — w układzie symetrycznym czteroskrzydłowym, typowym dla przeciwlotniczych rakiet kierowanych naszych czasów. Sukcesy sektora przyrządowego RNII pod kierownictwem Piwowarowa doprowadziły do tego, że za rozwiązanie problemu zabrały się także organizacje przyrządowe: dla rakiety 217 system sterowania po wiązce reflektora oświetlającego cel opracowywał już Instytut Telemechaniki.
Doświadczenie opracowania pierwszych rakiet kierowanych doprowadziło do powstania nowych projektów: kierowanej rakiety balistycznej 609/II oraz torpedy powietrznej 301 z systemem radiosterowania konstrukcji profesora A. F. Szorina, odpalanej z samolotu do celów naziemnych i powietrznych.
W ten sposób w przedwojennych latach w murach RNII na poziomie egzemplarzy eksperymentalnych opracowano spójny system uzbrojenia rakietowego, obejmujący maszyny wszystkich podstawowych typów, które w latach 50. zajęły stałe miejsce w armiach rozwiniętych państw. Przy czym wszystkie wchodzące w ten system RLA zostały sprawdzone na stanowiskach, a rakiety 212 i 217 odbyły w 1939 roku po kilka lotów. Jednak w warunkach zbliżającej się wojny te prace, wymagające ogromnego nakładu sił i środków, zostały wstrzymane. Zdobyte doświadczenie pokazało, że ogólny poziom techniki na całym świecie jeszcze nie pozwala uczynić z rakiet kierowanych skutecznej broni powszechnego zastosowania. I choć były informacje, że Niemcy kontynuują podobne prace, w ZSRR podjęto decyzję, aby wszystkie siły specjalistów od techniki rakietowej skoncentrować na tworzeniu załogowych przechwytujących oraz wielostrzałowych wyrzutni do masowego ostrzału niekierowanymi pociskami rakietowymi. Ta decyzja doprowadziła do terminowego pojawienia się na froncie słynnych „Katiuszy”.
