Prowadzono także regularny sondaż atmosfery za pomocą serii rakiet meteorologicznych (MR-1, MMR-05, MMR-08). Na ten cel w północno-zachodniej strefie poligonu wydzielono obszar pod nazwą „Stacja Sondażu Atmosferycznego-Wołgograd”. W tym czasie miejsce to nie było umieszczane na mapach, a dawną nazwę miejscowości zastąpił wojskowy kryptonim Moskwa-400. thumb|left|Bojowy start rakiety Iskander-M W lutym 1956 na poligonie Kapustin Jar pojawiły się rakiety z ładunkami jądrowymi typu R-5M. Rok później testowano międzykontynentalny pocisk R-12. 16 marca 1962 z poligonu rakietowego został przekształcony w kosmodrom – z poligonu wystrzelono sputnik Kosmos-1, stąd też startowały kolejne satelity serii Kosmos. Od końca lat 60. kosmodrom nabrał charakteru międzynarodowego. W latach 1963–1987 wystartowały stąd 83 satelity, na orbity o nachyleniu od 48,4° do 50,7°. Do 1973 stosowano wyłącznie rakietę Kosmos B, która startowała 60 razy (ostatni raz z Interkosmosem-9), w tym samym roku wprowadzono do użytku silniejszą rakietę Kosmos-C. Do końca 1987 przeprowadzono 24 starty, z czego jeden był nieudany, z powodu uszkodzenia stateczników rakiety. Przeważająca liczba satelitów startująca z tego terenu to były obiekty naukowo-badawcze, reszta to pojazdy eksperymentalne (np. Kosmos 1374, Kosmos 1445) i technologiczne.