ЦКБЭМ накопило уникальный опыт создания пилотируемых кораблей. Создание же орбитальных станций требовало решения многих новых технических проблем и организационных вопросов. По предложению инициаторов проекта ведущим конструктором по долговременным орбитальным станциям был назначен Ю.П. Семенов. С учетом исключительной важности данного направления работ был пересмотрен статус ведущего конструктора по орбитальной станции, были значительно расширены его права и обязанности. Он практически стал научно-техническим руководителем этой программы.
В январе 1970 года определился облик будущей станции, которая в технической документации получила название ДОС (долговременная орбитальная станция). Были сформулированы основные принципы построения станции и задачи, которые должны были быть решены в ходе реализации этого проекта. Теме, которую возглавил Ю.П. Семенов, довелось в течение последующих десятилетий стать главной в работе коллектива. Одним из его заместителей был назначен В.В. Рюмин - впоследствии заместитель генерального конструктора РКК "Энергия" имени С.П. Королева, летчик-космонавт, дважды Герой Советского Союза.
В марте 1970 года ведущий конструктор Ю.П. Семенов впервые встретился с генеральным конструктором академиком В.Н. Челомеем на основной территории ЦКБМ в городе Реутове. Авторитет Челомея в те годы был практически непререкаем. Однако во время встречи и выслушивания упреков в адрес ЦКБЭМ по поводу "перехвата" темы Ю.П. Семенов, опираясь на Постановление ЦК КПСС и СМ СССР, добился передачи четырех корпусов станции "Алмаз" для работ по ДОС. За этим последовала доработка четырех корпусов на заводе имени М.В. Хруничева и их использование для летной станции "Салют" и экспериментальных макетов для проверки принятых технических решений. Это позволило значительно сократить сроки создания первой ДОС (известной как станция "Салют").
Первая станция "Салют" была выведена на орбиту 19 апреля 1971 года. Станция "Скайлэб" (США) была запущена 14 мая 1973 года. Таким образом приоритет в этой области работ удалось сохранить за Советским Союзом.
В середине первой половины 1970-х годов после известных достижений США в освоении Луны и неудачи с испытаниями ракеты-носителя Н1 лунная программа Н1-Л3 была закрыта.
С тех пор работы по орбитальным станциям становятся основным направлением деятельности предприятия. В 1972 году была проведена реорганизация подразделений ЦКБЭМ. Ю.П. Семенов назначается главным конструктором орбитальных станций. Им формируется коллектив высококвалифицированных специалистов, ставший научно-техническим ядром на последующие десятилетия в создании и эксплуатации космических кораблей и станций. Под руководством Ю.П. Семенова разрабатывается проект второго поколения станции - "Салют-4", вобравший в себя весь опыт работ первой станции.
В мае 1974 года на базе ЦКБЭМ создается Научно-производственное объединение "Энергия", директором и генеральным конструктором которого назначается академик В.П. Глушко, выдающийся ученый, основоположник отечественного жидкостного ракетного двигателестроения.
С его приходом в первый период времени в коллективе объединения сложилась непростая ситуация.
26 декабря 1974 года станция "Салют-4" была выведена на орбиту. В 1975 году в период полета станции в советских технических кругах бытовало мнение о необходимости прервать пилотируемые экспедиции на нее во время проведения экспериментального полета "Союз" - "Аполлон" (ЭПАС). Это мнение отстаивал также и генеральный конструктор В.П. Глушко. Против твердо выступил Ю.П. Семенов, поддержанный рядом ведущих работников отрасли. Им удалось убедить министра общего машиностроения СССР С.А. Афанасьева в необходимости продолжения пилотируемой программы на станции "Салют-4" в противовес программе ЭПАС как более емкой пилотируемой программы Советского Союза.
Дальнейшие события показали правильность принятого решения уже в силу отсутствия каких бы то ни было помех программе ЭПАС.
На станции "Салют-4" работали две экспедиции, причем вторая экспедиция (космонавты П.И. Климук и В.И. Севастьянов) работали на орбите в период программы ЭПАС в течение 63 суток, установив рекорд пребывания человека в условиях космического полета.
Для того чтобы глубже понять значение этого события, приведем официальную и наиболее авторитетную в те годы точку зрения: поздравление Центрального Комитета КПСС, Президиума Верховного Совета, Совета Министров СССР, направленное в адрес участников работ. В нем, в частности, говорилось: "Во время пилотируемого полета на станции "Салют-4" выполнена широкая программа научно-технических и медико-биологических исследований и экспериментов. Усовершенствованные бортовые системы и новая научная аппаратура станции позволили провести комплекс астрофизических исследований, включающих изучение Солнца, планет и звезд, исследование атмосферы Земли, а также продолжить изучение длительного влияния различных факторов космического полета на жизнедеятельность человека. Создание долговременных орбитальных станций открывает дальнейшие перспективы освоения космоса с целью решения научных и народнохозяйственных задач".
Заслуга Ю.П. Семенова была отмечена по высшему разряду. За создание станции "Салют-4" главный конструктор Ю.П. Семенов в 1976 году был удостоен звания Героя Социалистического Труда.
Основным направлением деятельности генерального конструктора НПО "Энергия" В.П. Глушко в первые годы его руководства предприятием было создание серии ракет разной грузоподъемности. В качестве полезных нагрузок для этих ракет предполагались комплекс аппаратов по освоению Луны и перспективная орбитальная станция большой размерности. Однако главным направлением в деятельности предприятия по-прежнему продолжали оставаться работы, связанные с эксплуатацией станции "Салют" и созданием ее новых модификаций. Так как ресурс любой долговременной орбитальной станции весьма ограничен, определяется в основном запасами топлива и расходуемыми средствами системы обеспечения жизнедеятельности, размещенными на ней при выведении на орбиту, встал вопрос о создании системы постоянного снабжения станции.
Начало этому принципиально новому решению было положено предложением Ю.П. Семенова и его коллег (К.П. Феоктистова и В.С. Овчинникова) о проработке возможности дозаправлять двигательные установки станции в полете. Постепенно стало вырисовываться новое качество станции - независимость ее ресурса от начального запаса топлива и средств обеспечения жизнедеятельности за счет постоянной системы ее снабжения. Для этого на станции необходимо было иметь как минимум два стыковочных агрегата. Справедливости ради надо сказать, что проработки по введению на станцию второго стыковочного агрегата проводились и ранее. Теперь же все это оформилось в стройную концепцию орбитальной станции, постоянно снабжаемой с помощью специально созданных для этих целей транспортных грузовых кораблей.
Введение второго стыковочного агрегата предлагалось осуществить еще в 1971 году, сразу же после запуска станции "Салют" на орбиту. Но тогда реализовать это предложение не позволяла позиция главного конструктора ЦКБЭМ академика В.П. Мишина, который вместе с академиком В.Н. Челомеем искал возможность закрыть программу орбитальных станций "Салют". В апреле 1972 года между В.П.Мишиным и В.Н. Челомеем было достигнуто соглашение об ограничении работ по станциям "Салют" первыми четырьмя изделиями. Дальнейшие работы в этом направлении должны были быть переданы в ЦКБМ. Министр С.А. Афанасьев под давлением обстоятельств согласился с этим решением.
Налицо был конфликт, в который пришлось вмешиваться секретарю ЦК КПСС Д.Ф. Устинову. В 1973 году Д.Ф.Устинов знакомился со станцией второго поколения внутри ее отсеков. Докладывал ему о станции Ю.П. Семенов. В ходе доклада он затронул вопрос о возможности дальнейшего расширения решаемых станцией задач путем введения в конструкцию станции второго стыковочного агрегата. Хотя эта идея и понравилась Д.Ф. Устинову, но отнюдь не просто было Ю.П. Семенову удалось убедить его в реализации новаторского предложения. Дело в том, что еще до того, как обсуждалась идея двух стыковочных агрегатов с двумя кораблями "Союз", пристыкованными к ним, академик В.Н. Челомей, признанный специалист в области динамики, на всех совещаниях авторитетно, со свойственной ему артистичностью аргументировал невозможность такого решения из-за возникновения так называемого эффекта "хлыста".
В ЦКБЭМ развернулись работы по новой станции. Был создан новый агрегатный отсек с двигательной установкой с сильфонными мембранами в баках, позволяющими дозаправлять ее топливом в полете. Второй стыковочный агрегат давал возможность не только дозаправлять станцию топливом в полете грузовым кораблем-заправщиком, впоследствии названным "Прогресс", но и производить смену экипажа на станции во время нахождения одновременно двух кораблей "Союз", то есть тем самым обеспечивался постоянный пилотируемый полет. Это было новое, пионерское решение в космической технике. Не все верили в возможность его реализации, но стремление сделать станцию действительно долговременной, с постоянным возобновлением ее ресурсов сделало свое дело: сомнения удалось преодолеть. Второй стыковочный агрегат позволял также кораблям "Союз" и "Прогресс" одновременно находиться на станции.