В 1944 г. в ЦИАМе был создан специальный отдел, а чуть позже – конструкторское бюро по созданию самолета-снаряда с пульсирующим двигателем. Главным конструктором КБ был назначен Челомей. К началу 1945 г. в КБ ученым был создан самолет-снаряд 10Х. В 1948 г. закончились его испытания, но на вооружение он не был принят из-за неудовлетворительных тактико-технических характеристик. Работы были прекращены, а КБ и завод переданы А.И. Микояну. Челомей на некоторое время отошел от практической конструкторской работы, занимался наукой и преподаванием, однако тематику крылатых ракет (так стали называть самолеты-снаряды) не оставил.
Командование ВМФ заинтересовалось разработками Челомея, и в июне 1954 г. в подмосковном Тушине на моторном заводе № 500 была создана специальная конструкторская группа по проектированию крылатой ракеты второго поколения. В этой ракете реализовывались новые идеи ученого: во-первых, ракета помещалась в транспортно-пусковом контейнере, закрытом герметичной крышкой; во-вторых, крылья ракеты в контейнере находились в сложенном положении и раскрывались после старта; в-третьих, применялся пороховой ускоритель для вывода ракеты из контейнера. Реализация этих идей позволила опередить американцев в вопросе вооружения подводных лодок.
После некоторого сопротивления руководящих лиц идеи были признаны продуктивными, и в 1955 г. В.Н. Челомею был передан Механический завод в г. Реутове под Москвой, где было создано ОКБ-52 Министерства авиационной промышленности. Челомей сумел создать на предприятии сплоченный и эффективно работающий творческий коллектив, что было важным достижением, обеспечившим дальнейшие успехи. За короткое время под его руководством КБ выросло и превратилось в мощную научно-конструкторскую организацию.
В 1965 г. ОКБ-52 было преобразовано в Центральное конструкторское бюро машиностроения Министерства общего машиностроения (ЦКБМ), в 1983 г. на его основе было образовано Научно-производственное объединение машиностроения (НПО). До своих последних дней эту организацию возглавлял Челомей.
За последующие годы коллектив ОКБ-52 создал несколько типов крылатых ракет морского и сухопутного базирования, в которых нашли применение новые, иногда неожиданные технические и конструкторские решения. В этом, безусловно, сказался и талант Челомея и его смелость в принятии неординарных решений. Особой заслугой ученого в этой области было создание крылатых ракет подводного старта.
В 1959 г. В.Н. Челомей был назначен Генеральным конструктором ОКБ-52 и удостоен звания Героя Социалистического Труда. К этому времени вокруг ОКБ-52 создалась большая кооперация исследовательских и промышленных предприятий, самым крупным из которых стал Московский машиностроительный завод им. М.В. Хруничева.
