Um pioneiro e visionário das viagens espaciais, ele é mundialmente conhecido por sua liderança do projeto aerospacial americano durante a Corrida Espacial, tendo trabalhado como projetista chefe do primeiro foguete de grande porte movido a combustível líquido produzido em série, o Aggregat 4, e por liderar o desenvolvimento do foguete Saturno V, que levou os astronautas dos EUA à Lua, em julho de 1969. Sua contraparte e rival, do lado soviético, foi o engenheiro Sergei Korolev.