V roce 1955 byla zahájena stavba kosmodromu Bajkonur, prvního a nejvýznamnějšího kosmodromu na světě. Stavba byla dokončena v dubnu 1957.
Název získal kosmodrom podle asi 300 km vzdáleného sídla. Jedná se o místo v poušti na jihu Kazachstánu nedaleko Aralského jezera. Umístění bylo vybráno neobyčejně pečlivě. Byla brána v úvahu velká vzdálenost od obydlených oblastí, velký volný prostor v okolí, vhodné klimatické podmínky jako je mnoho slunečných dnů v roce a nízká vlhkost. Navíc zde již bylo vybudované železniční a silniční spojení.
V okolí kosmodromu bylo vybudováno město Leninsk. Na konci roku 1956 zde již pracovalo 3600 lidí. V době největšího rozkvětu kosmodromu zde žilo asi 100 000 lidí. Po majetkovém převratu v 90. letech došlo ke vzniku nového státu Republika Kazachstán. Bajkonur byl Ruské federaci pronajat za 115 milionů dolarů ročně a podle dohody má tomu tak být minimálně do roku 2050.
V současnosti se usiluje o to, aby provoz kosmodromu byl šetrnější k životnímu prostředí.

Nyní je kosmodrom Bajkonur obrovským komplexem odpalovacích ramp a má rozlohu 6717 kilometrů čtverečních. Nachází se zde 15 ramp 9 typů pro vypouštění kosmických nosičů, 4 rampy pro vypouštění mezikontinentálních balistických raket, 11 montážních budov MIK se 34 halami pro přípravu nosných raket a družic a sond, 3 tankovací stanice pro plnění nádrží kosmických těles KPL a stlačenými plyny, sledovací stanice s výpočetním střediskem pro zajišťování vzletu raket, stanice pro zkapalňování vzduchu pro výrobu kapalného kyslíku a dusíku, tepelná elektrárna s výkonem 60 MW, energovlak s výkonem 72 MW, 2 letiště, kde byla přistávací dráha sovětského raketoplánu Buran, 470 km železničních tratí, 1281 km silnic, 6610 km elektrorozvodné sítě a 2784 km spojové sítě.

Za celou existenci kosmodromu zde bylo vypuštěno asi 2500 kosmických raket a více než 3000 aparátů a družic.
První start nosné rakety se uskutečnil 4. října 1957, kdy byla dopravena na oběžnou dráhu umělá družice Sputnik 1 o hmotnosti 83,6 kg. Jednalo se o první těleso, které bylo vysláno člověkem do vesmíru.
V listopadu 1957 vzlétl na raketě Sputnik 2 do vesmíru první živý tvor - pes Lajka.
Startovala odtud Luna 2, která jako první dosáhla Měsíce i první sondy, vyslané k Venuši a Marsu.
Nepochybně nejvýznamnější událostí světové kosmonautiky se stalo vyslání prvního člověka do vesmíru Jurije Alexejeviče Gagarina na kosmické lodi Vostok 1. Stalo se tak 12. dubna 1961 právě z kosmodromu Bajkonur. Jurij Alexejevič Gagarin jako první člověk v dějinách třikrát oblétl Zemi a vrátil se úspěšně na rodnou planetu.
Stejně tak odstartovala z Bajkonuru první žena-kosmonautka Valentina Těreškovová. Na oběžnou dráhu odstartovalo z Bajkonuru přes 130 domácích i zahraničních kosmonautů. Prvním kosmonautem jiné národnosti byl československý kosmonaut Vladimír Remek.
Mezi mnoha dalšími projekty je třeba zmínit také mezinárodní vesmírnou stanici Mir.

Kosmodrom Bajkonur je nepochybně největším symbolem světové kosmonautiky. Je to místo, se kterým je spojena nová éra lidských možností. Lidstvu se dobýváním kosmu otevřely netušené možnosti. Smělý nástup člověka do vesmíru začal právě zde, v kazašské poušti na území Sovětského Svazu.