В конце 1965г. сложилась благоприятная астрономическая ситуация для запуска космических аппаратов к Венере. В СССР было принято решение произвести запуск нескольких АМС. Подготовили три аппарата. 12 ноября 1965г. 4-хступенчатая РН «Молния» (первые две ступени которой являлись фактически ракетой Р-7, 3-я ступень — блок «И» и 4-я ступень — блок «Л») должна была вывести на орбиту к планете Венера станцию «Венера-2». Но 27 февраля 1966г. эта станция прошла мимо планеты на расстоянии 24 тыс. км.
АМС «Венера-3»
16 ноября 1965г. запускается станция «Венера-3». Затратив на полет 105 суток, станция попала в Венеру, доставив туда вымпел. 23 ноября 1965г. была произведена попытка запуска еще одной станции к Венере. Однако из-за отказа двигателей 2-й ступени станция превратилась в спутник Земли, которому дали наименование «Космос-96». К этому времени для исследования Марса и Венеры было осуществлено 19 пусков, из них только один достиг своей цели — попадание в Венеру 1 марта 1966г. С 1966г. все работы по исследованию Марса и Венеры были переданы в ОКБ Бабакина.