1929年，在科幻电影《月球少女》中，人们第一次“见证”了火箭点火升空的瞬间。电影中倒计时发射的方式，后来也被应用于真正的火箭发射。电影拍摄前，奥伯特被片方聘请为技术顾问。为了配合电影宣发、招徕观众，制片人向奥伯特提出请求：制造一枚真正的同温层火箭，在电影首映当天发射。

这是奥伯特梦寐以求的机会——他终于能够验证多年以来的设想。奥伯特设计制造了以甲烷和液氧为燃料的圆锥形火箭发动机。但当电影公司架好摄像机准备拍摄时，火箭却在试车时发生爆炸。为了安全起见，后续发射计划只能取消。

奥伯特没有因为失败而动摇。他带着助手回到柏林，继续改进火箭。

1930年7月，奥伯特实现让液体火箭发动机稳定工作。到1931年末，宇宙航行协会已在地面试验约300次，发射火箭约100次。奥伯特的助手李代尔研制出与圆锥形火箭截然不同的新型火箭，为液体燃料发动机奠定了基础。

然而好景不长，自希特勒组阁上台后，纳粹党掌握德国政权。宇宙航行协会的资料被没收、试验场被关停，许多科研人员被迫转入火箭武器化研发领域。1940年，奥伯特从维也纳前往德国进行学术研究，被纳粹当局控制，逼迫他做出选择：要么进外国人收容所，要么加入德国国籍。

无奈之下，奥伯特被带到一座研究机构参与V-2导弹研制，进行导弹弹道计算等理论工作。最终，在奥伯特既往研究的基础上，德国研制出世界上最早投入实战的V-2弹道导弹。它的长度大概为14米，起飞重量约13吨，能够携带近1吨炸药。

1942年10月，德国成功发射V-2导弹后，将其投入实战。这一新式武器的出现，让盟军一度恐慌。V-2导弹远远超过当时现有防空武器的反应速度，毁伤能力之强大，只有“古斯塔夫列车炮”能相提并论。英军试图用防空武器对下落中的V-2导弹进行拦截，但收效甚微。