В 1937 году на базе Химкинской мебельной фабрики распоряжением Государственного комитета по обороне было создано самолетостроительное предприятие #301. Местные столяры, изготовлявшие мебель для правительственных учреждений, стали изготавливать из древесины некоторые части истребителей. Первым, кто предложил использовать так называемую дельту-древесину (спрессованную специальным способом многослойную фанеру) в авиастроении, был директор предприятия Сергей Лавочкин. Говорят, что Лавочкин лично докладывал об этом Иосифу Сталину, который попытался проверить древесину на огнеупорность своей трубкой, а на прочность — перочинным ножом. Прессованная фанера вождю не поддалась, Сталин одобрил идею и наградил изобретателя орденом Трудового Красного Знамени.
В конце 40-х годов на предприятии был сконструирован первый сверхзвуковой самолет. Затем НПО полностью переключилось на создание ракет "земля--воздух". В 1960 году на испытании зверхзвуковой крылатой ракеты "Буран" умер Сергей Лавочкин, и с тех пор предприятие носит его имя. С 1965 года НПО переключилось на создание автономных станций для исследования Луны, Венеры, Марса. За тридцать лет в космос запущено 63 научно-исследовательских станций. Аппаратов для военных целей произведено гораздо больше, но точное количество держится в секрете.