С космодрома Байконур 12 июня 1967 года, при помощи ракеты-носителя «Молния-М» запущена советская межпланетная автоматическая станция «Венера-4». Она была значительно совершеннее своих предшественниц, прежде всего в отношении системы терморегулирования и конструкции спускаемого аппарата, сумевшего преодолеть более чем трехсоткратные перегрузки. С ее помощью было установлено отсутствие на планете Венера магнитного поля и радиационных поясов, был также определен состав атмосферы.
С декабря 1970 года по март 1975 года в Советском Союзе осуществлялись запуски спускаемых аппаратов «Венера-7», «Венера-8», «Венера-9» и «Венера-10». Их посадочные модули смогли передать на Землю первые черно-белые изображения этой планеты.
А в марте 1982 года космические аппараты «Венера-13» и «Венера-14» впервые передали цветные изображения поверхности Венеры. С помощью космических аппаратов «Венера-15» и «Венера-16» 16 октября 1983 года начались работы по глобальному радиолокационному картографированию поверхности планеты.
В декабре 1984 года были запущены советские космические аппараты «Вега-1» и «Вега-2», предназначенные для исследования Венеры и кометы Галлея, а 11 и 15 июня 1985 года они достигли планеты и сбросили в ее атмосферу посадочные модули. В результате экспериментов, проведенных космическими аппаратами, была подробно исследована поверхность Венеры.