1966年，总设计师科罗廖夫不幸去世，使N-1运载火箭的研制雪上加霜。1969年2月21日，火箭首次升空，在发射后第66秒时，火箭在12000米的高空炸毁。4个半月后，进行了第二次发射，令人沮丧的是，火箭点火才6秒，一台主发动机的液氧涡轮爆裂，火箭底部立刻燃起大火，一时间液氧奔流，碎片洒落，一系列爆炸震撼了发射台，接着巨大的火箭开始倾斜，随之而来的爆炸彻底毁坏了发射设施，甚至500米开外的另一个发射台也造成严重损坏。经过两年准备，1971年6月，苏联携带模拟飞船的火箭在发射51秒时出现了无法控制的滚动，火箭上的计算机关闭了发动机，火箭坠毁在地面。在1972年11月的试飞中，火箭第一级基本正常，但在高空突然出现不曾预料的振动，推进剂管路随后破裂，地面安全人员在火箭已经爬升到4万米时启动了自爆装置，炸毁了火箭。这4次事故对苏联载人登月计划是灾难性的沉重打击。

1966年1月13日，科罗廖夫因结肠肿瘤入院手术，由当时的卫生部长亲自做手术。但手术中发现了一个更严重的肿瘤，造成动脉破裂大出血，紧急抢救未果。1月4日，科罗廖夫去世。1月16日，他被埋葬在克里姆林宫墙内。

N-1火箭惨遭失败后，接替科罗廖夫任登月计划总设计师的米申不断受到指责，1974年苏联领导人勃列日涅夫解除了米申总设计师的职务，任命格鲁什柯接替米申的职务，格鲁什柯上台后迅速终止N-1火箭计划，两年后下令销毁剩余两枚N-1火箭的所有硬件设备，唯一幸免的是NK-33液氧/煤油发动机，后来的试验证明这是一种高可靠性发动机，20世纪90年代俄罗斯将剩余的多台发动机卖给了美国，用来制造名为K-1的二级重复使用运载器。

随着N-1火箭黯然出局，苏联载人登月的大戏无可奈何地落下了帷幕。

事实上，整个20世纪60年代中后期，苏联都在全力以赴地为载人登月做准备，除了研制登月飞船和登月舱之外，他们还用“联盟号”飞船试验航天器的交会和对接技术；研制了“隼”式登月宇航服，建造了足够大的月球飞船摸拟样机，对航天员进行各种测试试验和理论分析；还建造了模拟月球表面的综合试验环境，在布满了取自亚美尼亚的火山岩的地方，进行登陆月球的模拟试验。与此同时，苏联还开始训练登月航天员，在1966～1968年间，至少有18位航天员接受了月球探测任务的训练。其中有阿列克谢?列昂诺夫、巴维尔?波波维奇、瓦列里?别科夫斯基、奥列格?马卡罗夫、В.库巴索夫等。1968年3月，有两名航天员在地面模拟登月舱里与飞行控制中心进行了无线电通话，而正在太空飞行的无人月球飞船“探测器-4”，作为中继转发站，三者进行了地-月间模拟无线电通信演练。