Курировавший разработку Н-1 Сергей Королёв один за другим отклонял десятки поступавших ему на стол чертежей. Так, он отказался от установки ядерного ракетного двигателя (находившегося тогда лишь на ранней стадии разработки). Больше всего споров у специалистов ОКБ вызывал вопрос компоновки ступеней.

Выгодную с экономической точки зрения полиблочную схему с параллельным делением на ступени пришлось отвергнуть по техническим причинам. Руководитель проекта остановился на моноблочной схеме с несколькими жидкостными ракетными двигателями. Такая конструкция должна была уменьшить массу шести подвесных сферических баков, часть которых заполнялась горючим, а часть – окислителем. Если какой-то из двигателей выходил из строя, его автоматически должна была выключить специально разработанная система контроля работы двигателей (КОРД).

Три блока ракеты («А», «Б» и «В») создавались, чтобы вывести корабль на орбиту. Ещё двум блокам («Г» и «Д») предстояло доставить его к Луне. При разработке Н-1 советские конструкторы впервые испробовали ряд прогрессивных технологий. Например, у этой ракеты впервые появилась бортовая ЭВМ. Продвинулись инженеры и в обеспечении безопасности космонавтов, создав на случай аварии спасательную систему.