И в этом они не ошиблись. 31 июля 1951 года приказом Министра оборонной промышленности Д.Ф. Устинова Михаил Кузьмич Янгель был назначен заместителем С.П. Королева, а в мае 1952 года, когда директора НИИ-88 К.Н. Руднева назначили Министром вооружения, в этот же день М.К. Янгель стал новым директором НИИ-88. Пост директора института не был вакантным ни одного дня. Несколько позднее, 27 июля 1952 года, Михаил Кузьмич в соответствии с существовавшим положением был утвержден и председателем Научно-технического совета института.
Это крупнейшее в ракетной технике быстро развивающееся научно-конструкторско-производственное объединение, секретное название которого Государственный союзный научно-исследовательский институт № 88 Министерства вооружения, в будущем широко известный Центральный научно-исследовательский институт машиностроения. Для всех, не посвященных в запретные тайны, это просто Предприятие почтовый ящик №…. Институт задуман и существует как многопрофильная организация по образу и подобию Центрального аэрогидродинамического института в авиационной промышленности. К проводимым изысканиям привлечены крупнейшие ученые страны. В составе института три крупных блока: теоретические подразделения — материаловедения, прочности, аэро и газодинамики, систем управления и испытаний; конструкторские бюро по проектированию ракет и двигательных установок и набиравший темпы большой опытный завод. Входит в объединение и конструкторское бюро С.П. Королева. Так главный конструктор и его заместитель поменялись ролями.
В это время в институте проводились исследования возможности применения высококипящих компонентов топлива для ракет дальнего действия. В лабораторных условиях на стендах изучались различные рецептуры высококипящих окислителей на основе тетранитрометана, азотной кислоты и других окислителей. На их основе исследовались летно-тактические характеристики ракет на таких окислителях для различных дальностей стрельбы. М.К. Янгель с большим вниманием следит и активно поддерживает все работы этого направления. Несомненно, что под влиянием проведенных исследований сформировался его взгляд на пути совершенствования военных ракетных комплексов и альтернативы ему в деятельности главного конструктора М.К. Янгеля никогда не будет.
С этими работами связано и другое важное начинание. В апреле 1953 года на Научно-техническом совете института была обсуждена и одобрена инициатива инженера В.А. Ганина об оснащении подводных лодок ракетами дальнего действия и старта из-под воды. Естественно, что использование жидкого кислорода и особенно его хранение практически исключало применение таких ракет.
На годы работы М.К. Янгеля в НИИ-88 приходится становление работ по осуществлению программы научных исследований, связанных с запуском геофизических ракет для изучения высоких слоев атмосферы и выживаемости животных в полете.
"Во время работы директором НИИ-88, - пишут сотрудники ЦНИИ машиностроения Г.А. Садовой и Т.Д. Лянко, — М.К. Янгель не только умел четко и хорошо организовать производственные, конструкторские и научно-исследовательские работы, но и с большой прозорливостью поддерживал направления ракетной техники, которые впоследствии оказались новыми и актуальными".
Оценивая этот период деятельности М.К. Янгеля, Президент Академии Наук СССР М.С. Келдыш впоследствии скажет:
"Михаил Кузьмич был руководителем научно-исследовательской организации еще в тот период, когда происходило становление ракетно-космической техники. М.К. Янгель внес большой вклад в организацию разнообразных исследований в области аэродинамики, баллистики, материаловедения и многих других проблем, необходимых для развития этой новой отрасли — одной из вершин современного научно-технического прогресса".
В должности директора института Михаил Кузьмич проработал один год, пять месяцев и 15 дней. 30 октября 1953 года он был освобожден от обязанностей директора. В приказе, подписанном заместителем Министра оборонной промышленности А.В. Домрачевым, была лаконичная формулировка: "В целях укрепления технического руководства тов. Янгеля Михаила Кузьмича назначить главным инженером — заместителем директора НИИ-88".