На первой ступени ракеты Н-1 первоначально планировалось поставить 24 двигателя НК-33, но ввиду недобора необходимой мощности поставили 30 двигателей с тягой по 171 тонна-силе с удельным импульсом на уровне моря 297 секунд. И американские, и советские двигатели первой ступени были кислородно-керосиновыми. Советская ракета получалась сильнее — 5130 тонна-силы против 3455 тонна-силы, при удельном импульсе 297 секунд против 263 секунд и времени работы ступени 120 секунд против 150 секунд.
Второй пуск ракеты-носителя H1 с беспилотным кораблём 7К-Л1А/7К-Л1С (11Ф92) «Зонд-М» и макетом лунного посадочного корабля ЛК (11Ф94) комплекса Л3 был проведён 3 июля 1969 года и также закончился аварийно из-за ненормальной работы периферийного двигателя № 8 первой ступени. Ракета успела вертикально взлететь на 200 метров — и началось отключение двигателей. За 12 секунд были отключены все двигатели, кроме одного — № 18, этот единственный работающий двигатель начал разворачивать ракету вокруг поперечной оси. На 15-й секунде сработали пороховые двигатели системы аварийного спасения, раскрылись створки обтекателя и спускаемый аппарат, оторванный от носителя, успешно отделился, после чего носитель на 23-й секунде полёта плашмя упал на место старта. В результате крупнейшего в истории ракетостроения взрыва стартовый стол был сильно повреждён. По заключению аварийной комиссии, причиной аварии было разрушение насоса окислителя двигателя. На анализ результатов испытаний, дополнительные исследования, эксперименты и подготовку второй пусковой установки ушло два года.
Третий пуск ракетно-космического комплекса H1 — Л3 № 6Л был проведён 27 июня 1971 года с левого старта. Все 30 двигателей первой ступени вышли на режим в соответствии со штатной циклограммой и нормально функционировали до их выключения системой управления на 50-й секунде, но с начала полёта в результате возникшего нерасчётного момента по крену ракету развернуло вокруг продольной оси. Врезавшись в землю и взорвавшись в 16 километрах от стартового комплекса, ракета образовала воронку диаметром 45 метров и глубиной 15 метров.
Наиболее вероятной причиной этой аварии считается потеря управляемости по крену из-за неучтённых ранее дополнительных возмущающих моментов, возникающих за счёт несимметричного обтекания сопел камер сгорания периферийных двигателей. Для обеспечения эффективного управления по крену были введены новые более мощные органы управления на первой и второй ступенях ракеты. В сжатые сроки были созданы рулевые двигатели 11Д121, работающие на окислительном генераторном газе и горючем, которые отбирались от коллекторов основных двигателей.
Четвёртый пуск комплекса H1 — Л3 № 7Л был произведён 23 ноября 1972 года. Ракета претерпела значительные изменения, направленные на устранение недостатков. Управление полётом осуществляла бортовая ЭВМ по командам гироплатформы. В состав двигательных установок были введены рулевые двигатели. Измерительные системы доукомплектованы вновь созданной малогабаритной телеметрической аппаратурой. На ракете было установлено более тринадцати тысяч датчиков. Ракета пролетела без замечаний 107 секунд до высоты 40 километров, но за семь секунд до расчётного времени разделения первой и второй ступеней произошло практически мгновенное разрушение насоса окислителя двигателя №4, которое привело к ликвидации ракеты. Теоретически энергоресурсов ракеты было достаточно, чтобы преждевременно отделить первую ступень и обеспечить нужные параметры выведения за счёт работы верхних ступеней. Однако система управления не предусматривала такой возможности. В заключении комиссии вероятной причиной аварии носителя было названо возникновение внешнего возмущения. К пятому пуску комплекса H1 — Л3 № 8Л были разработаны и прошли все виды наземных испытаний многоресурсные двигатели (11Д111, ЦД112 и 11Д113) повышенной надёжности, установленные на ракету после огневых испытаний без переборки. Однако пятый пуск не состоялся, так как в декабре 1972 года США объявили о завершении своей «лунной программы» полётом космического корабля «Аполлон-17», и политический интерес к «лунной программе» в значительной степени был исчерпан. Эта мысль настойчиво проводилась, даже «продавливалась» большинством западных СМИ.
