前苏联1963年发射的“月球3号”开始硬着陆月面。“月球4号”飞到离月球8500千米地方向太阳轨道飞去；1965年，“月球5号”、“月球6号”、“月球7号”、“月球8号”统统失败；1966年，“月球9号”（1583千克）第一次成功软降落在北纬7°8′和西经64°33′的月面上，着陆器重100千克，工作了4天，发回几幅中分辨率360度的电视全景图和辐射资料，最后因电源耗尽而停止工作。同年12月，“月球13号”（1590千克）软着陆在北纬18°5′和西经62°3′月面上，四块防护仪器板打开后，释放出两个折叠的带有土壤化验器的机械臂，借助这些装置测定了月面土壤的密度和坚实度。
前苏联通过软着陆器实地勘查月面土壤性质后，1966年3月发射了“月球10号”（1600千克）。它是第一次成为绕月飞行的人造卫星（245千克），寿命短促，只有56天，但测量了月球空间辐射和微陨星环境，还向地球播放了“国际歌”。月球11号”和“月球10号”有相同的有效载荷；“月球12号”及“月球14号”装有照相机，只发回了几张月面图片。1965年7月发射的“探测器3号”虽靠近月球飞向太阳轨道，但拍摄了“月球3号”看不到的远侧部分，发回28幅图片，其中23幅是月面图像。
美国的“徘徊者”是撞击月面的，瞬息间它的全部仪器就毁坏了。前苏联打算使探测器在月面软着陆，以便拍摄月面的风景照片。前苏联的第一个尝试是1963年4月2日发射的“月球”4号，但是，从距离月面8500千米的地方飞过，没有命中。
在这以后大约两年的时间里，前苏联没有发射月球探测器。也许在这个期间前苏联在为软着陆改进仪器。
1965年5月9日，前苏联发射“月球5号”。这次没有象先前的4号那样，正式发表是以软着陆作为目标，但是，飞行的目的是软着陆，这是显然的。“月球5号”比预定的时间提早5分钟到达月面，撞击在“云海”。软着陆失败。
接着“月球6号”从距离月面16万千米的地方飞过，“月球7号”撞击在“风暴洋”，“月球8号”到达“风暴洋”，但是刚刚到达，通信就断绝了。
第一次获得成功的是1966年1月31日发射的“月球9号”。这个探测器经过79小时的飞行之后，在“风暴洋”的“马利乌斯”、“拉伊纳”环形山的西方软着陆，用电视摄象机拍摄月面的风景照片，并且送回地面。
“月球9号”重1583吨。它的软着陆过程是这样：在着陆前48秒（距月面75千米），火箭逆喷射减速。在探测OS本体撞击月面以前，重100千克的着陆体和本体分离。这个着陆体装在自动充气的气球里。这个气球可以缓和着陆时候的冲击。着陆以后，保护伞打开，象大朵花的形状。
“月球”9号送回的照片也被英国焦德班克射电天文台收到，并抢在前苏联之前发表，不过由于把水平方向的扩大率当成正确率的1／5，所以照片是歪曲的、不正确的。世界的新闻报纸都立刻发表了这些不正确的照片。前苏联的正确照片迟一天发表。在这些照片上小到2厘米的石子都可以看得清清楚楚。“月球9号”也计量了月球的辐射能。根据它的测定结果，月面的辐射线量是地球上普通场所的100倍左右。宇航员即使在月面逗留几天，这些辐射线量也不至于使宇航员受到特别的伤害。后来，1966年12月21日发射的“月球”13号也在了月面软着陆，它把金属棒插入月面，测定月面的强度。