Rakieta Sojuz 11A511 była trzecią modyfikacją pocisku R-7 przeznaczoną do lotów załogowych (po rakietach dla statków Wostok i Woschod). Opracowana została w zakładzie CSKB-Progress. Wysokość rakiety wynosiła 46 m, zaś średnica (pierwszy człon i dopalacze) 10 m. Udźwig rakiety na niską orbitę okołoziemską wynosił 6,5 t. Rakieta posiadała 2 stopnie. Podobnie jak inne rakiety typu R-7 ta również nie mogła startować z pomocą pierwszego członu, gdyż silnik RD-108 (ciąg 977 kN) był zbyt słaby, by rakieta mogła oderwać się od ziemi. Stąd użyto czterech dopalaczy, które łącznie miały 4 silniki RD-107 generujące ciąg 944 kN. W drugim członie użyto silnika RD-0110 wytwarzającego ciąg 294 kN, co wystarczało do ostatecznej korekcji orbity. Materiałem pędnym była mieszanina nafty RP-1 i ciekłego tlenu.

Rakiety w wersji Sojuz 11A511 wykorzystywane były w latach 1966-1975 dla lotów bezzałogowych i załogowych w programie Sojusz. Przystosowana była zarówno do wynoszenia satelitów, jak i kapsuł załogowych. Wszystkie starty rakiety Sojuz 11A511 odbywały się wyłącznie z Kompleksu nr 1 w Bajkonurze (wyrzutni Gagarina), gdyż platforma w Plesiecku nie była wówczas jeszcze gotowa. Pierwszy start odbył się 28.11.1966 r., jednak zakończył się eksplozją rakiety i zniszczeniem prototypowego pojazdu Sojuz. Pierwszy udany start miał miejsce 7.02.1967 r., dzięki czemu na orbitę doleciał statek Kosmos 140, który podczas powrotu na Ziemię rozbił taflę lodu na Jeziorze Aralskim i zatonął. Pierwszym załogowym lotem rakiety była misja Sojuz 1, która rozpoczęła się 23.08.1967 r. Lot ten miał tragiczny koniec, gdyż kapsuła powrotna wskutek uszkodzenia systemu spadochronowego roztrzaskała się o grunt, a pilot Sojuza 1 (płk. Władimir Komarow) zginął na miejscu. Ostatni start rakiety Sojuz 11A511 miał miejsce 24.05.1975 r., wynosząc na orbitę pojazd Sojuz 18.

Rakieta w wersji Sojuz-Ł wykorzystywana była w czasie testów radzieckiego lądownika księżycowego ŁK. Odbył trzy loty testowe na niskiej orbicie okołoziemskiej. Pierwszy lot oznaczony jako Kosmos 379 odbył się 24.11.1970 r. Dwa następne starty- Kosmos 398 i Kosmos 434- miały miejsce 26.02.1971 r. i 12.08.1971 r. Później lądownik ŁK miał być wynoszony wraz z statkiem ŁOK za pomocą rakiety N1, jednak nieudane loty testowe spowodowały wycofanie ZSRR z wyścigu na Księżyc.

Wersja Sojuz-M używana była do lotów bezzałogowych. Była to pierwsza rakieta Sojuz startująca z Kosmodromu Plesieck.

Wersja Sojuz 11A511U (Sojuz-U) jest używana od 1973 r. Pierwszy start odbył się 18.05.1973 r. Jest to jedna z najdłużej używanych rakiet kosmicznych na świecie, tzw. "koń pociągowy", najpierw radzieckiego, a potem rosyjskiego programu kosmicznego. Rakiety tego typu wznosiły się ponad 720 razy- najwięcej pośród rakiet kosmicznych na świecie, dając jej status najbardziej niezawodnej (było tylko 19 nieudanych startów). Używana w lotach załogowych Sojuz, Apollo-Sojuz, wojskowych misjach Jantar i Zenit, oraz w lotach do stacji kosmicznej ISS (wynosząc automatyczne statki Progress). Rakiety Sojuz-U zastąpiły w służbie poprzednie warianty rakiet Sojuz i Woschod, będąc zunifikowaną rakietą zdolną wykonać wszystkie zadania poprzedniczek. Rosawiakosmos, wraz z ESA, budowała dla niej wyrzutnie na kosmodromie Kourou, jednak zrezygnowano z nich na rzecz mocniejszych rakiet Sojuz 2. Sojuz-U doczekał się kilku wariantów różniących się ostatnimi członami ucieczkowymi, były to Sojuz-U/Ikar i Sojuz-U/Fregat. Na bazie Sojuza-U powstała rakieta Sojuz-FG. Obie w przyszłości zastąpić ma rakieta Sojuz-2.

Wersja Sojuz-U2 bazowała na rakiecie Sojuz 11A511U. Posiadała pierwszy człon napędzany syntetyczną naftą Syntin. Wykorzystywana była do startów statków Sojuz i Progress na stację Mir oraz serii satelitów szpiegowskich Jantar. Pierwszy start odbył się 23.12.1983 r., ostatni- 3.09.1995 r., gdy zaprzestano produkcji paliwa Syntin.

Wersja Sojuz-FG używana jest do wynoszenia załogowych statków Sojuz oraz bezzałogowych Progress do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Używana jest również z członem Fregat jako stopniem końcowym. Pierwszy start odbył się 20.05.2001 r.

Wersja Sojuz 2 została zaprojektowana jako następczyni rakiet Sojuz-U i Sojuz-FG. W kosmos za pomocą tej rakiety wynoszone są satelity najnowszej generacji, jednak były plany na użycie rakiety Sojuz 2 do wynoszenia ostatnich statków załogowych Sojuz. Pierwszy start tej rakiety odbył się z kosmodromu Plesieck 8.11.2004 r. Od 2010 r. rakiety Sojuz 2 zastąpiły rakiety typu Mołnia M. W dniu 27.12.2007 r. po raz pierwszy wystartowała rakieta w wersji Sojuz 2.1b (znana jako Sojuz STB). W październiku 2011 r. z kosmodromu Kourou wystartowała rakieta Sojuz 2.1b z członem Fregat wynosząc na orbitę satelity europejskiego systemu nawigacyjnego Galileo: IOV1 i IOV2. Był to pierwszy start rakiety Sojuz z tego kosmodromu (do 2011 r. rakiety tego typu startowały z kosmodromów w Rosji lub z Bajkonuru (Kazachstan). Na 18 startów tylko 1 był nieudany.

Planowane jest opracowanie wersji rakiety Sojuz 2.1W (inna nazwa to Sojuz 1), która (w przeciwieństwie do wszystkich rakiet opartych na pocisku R-7) nie posiada dopalaczy wyposażonych w silniki RD-107, a zamiast silnika RD-108 pierwszy człon ma być wyposażony w silniki NK-33-1, będący ulepszoną wersją silnika NK-33 przeznaczonego do rakiet N1.

Na bazie konstrukcji rakiety Sojuz została opracowana trójczłonowa rakieta nośna Mołnia-M. Wystrzelono 294 rakiety Mołnia-M, które wyniosły na orbitę sondy Wenera i Łuna, trzy serię satelitów łącznościowych Mołnia, wojskowe satelity serii Oko i pogodowe Prognoz.

W Polsce.

Rakieta nośna Sojuz 11A511U (Sojuz-U) użyta została do wyniesienia na orbitę wokółziemską statku kosmicznego Sojuz 30 z pierwszym (i jedynym) polskim kosmonautą- mjr Mirosławem Hermaszewskim. Start nastąpił w dniu 27.06.1978 r. o godz. 17.27 z kosmodromu Bajkonur.

Konstrukcja Sojuz 11A511.
Dwustopniowa rakieta nośna:
- Człon 0- składał się z 4 dopalaczy Sojuz 11A511-0 (4 silniki RD-107) o łącznym ciągu 944 kN,
- Człon 1- składał się z członu Sojuz 11A511-1 (silnik RD-108) o ciągu 977 kN,
- Człon 2- składał się z członu Sojuz 11A511-2 (silnik RD-0110) wytwarzającego ciąg 294 kN.
Siła ciągu przy starcie- 1921 kN.

Materiałem pędnym była mieszanina RP-1 (nafty) i ciekłego tlenu.

Dane techniczne Sojuz 11A511 (wg [2]):
Długość- 46 m, średnica- 10 m.
Masa całkowita- 310 000 kg.
Udźwig rakiety- 6500 kg na niską orbitę okołoziemską.

Konstrukcja Sojuz 11A511U (Sojuz-U).
Dwustopniowa rakieta nośna:
- Człon 0- składał się z 4 dopalaczy Sojuz 11A511U-0,
- Człon 1- składał się z członu Sojuz 11A511U-1,
- Człon 2- składał się z 2 członów Sojuz 11A511U-2.
Siła ciągu przy starcie- 4 030 kN.

Materiałem pędnym była mieszanina RP-1 (nafty) i ciekłego tlenu.

Dane techniczne Sojuz 11A511U / Sojuz-U (wg [2]):
Długość- 50,67 m, średnica- 2,95 m.
Masa całkowita- 310 000 kg.
Udźwig rakiety- 7 200 kg na orbitę o wys. 200 km i nachyl. 51,6°
6 220 kg na orbitę o wys. 240 km i nachyl. 51,8°.

Konstrukcja Sojuz-U2.
Dwustopniowa rakieta nośna:
- Człon 0- składał się z 4 dopalaczy Sojuz 11A511U-0,
- Człon 1- składał się z członu Sojuz 11A511U-1,
- Człon 2- składał się z 2 członów Sojuz 11A511U-2.
Siła ciągu przy starcie- 4 030 kN.

Materiałem pędnym była mieszanina RP-1 (nafty) i ciekłego tlenu, pierwszy człon napędzany był syntetyczną naftą typu  Syntin.

Dane techniczne Sojuz-U2 (wg [2]):
Długość- 50,67 m, średnica- 2,95 m.
Masa całkowita- 310 000 kg.
Udźwig rakiety- 7 200 kg na orbitę o wys. 200 km i nachyl. 51,6°
6 220 kg na orbitę o wys. 240 km i nachyl. 51,8°.

Konstrukcja Sojuz-FG.
Dwustopniowa rakieta nośna:
- Człon 0- składał się z 4 dopalaczy Sojuz-ST-0,
- Człon 1- składał się z członu Sojuz-ST-1,
- Człon 2- składał się z członu Sojuz-ST-2.
Siła ciągu przy starcie- 4 143 kN.

Materiałem pędnym była mieszanina RP-1 (nafty) i ciekłego tlenu.

Dane techniczne Sojuz-FG (wg [2]):
Długość- 46,1 m, średnica- 2,95 m.
Masa całkowita- 305 000 kg.
Udźwig rakiety- 420 kg na orbitę o wysokości 193 km i nachyleniu 51,80^o.

Konstrukcja Sojuz-2.1a.
Dwustopniowa rakieta nośna:
- Człon 0- składał się z 4 dopalaczy Sojuz-ST-0 (4 silniki RD-107),
- Człon 1- składał się z członu Sojuz-ST-1 (silnik RD-108),
- Człon 2- składał się z członu Sojuz-ST-2 (silnik RD-0110 lub RD-0124).
- Człon 3- składał się z członu Fregat (opcjonalnie).

Siła ciągu przy starcie- 4 143 kN.

Materiałem pędnym była mieszanina RP-1 (nafty) i ciekłego tlenu. Człon Fregat wykorzystuje do napędu mieszaninę Dimetylohydrazyny (UDMH) oraz tetratleneku diazotu.

Dane techniczne Sojuz-2.1a (wg [2]):
Długość- 46,1 m, średnica- 2,95 m.
Masa całkowita- 305 000 kg.
Udźwig rakiety- 7020 kg na orbitę o wysokości 200 km i nachyleniu 51,60^o.

Konstrukcja Sojuz-2.1b.
Dwustopniowa rakieta nośna:
- Człon 0- składał się z 4 dopalaczy Sojuz-ST-0,
- Człon 1- składał się z członu Sojuz-ST-1,
- Człon 2- składał się z członu Sojuz-2.1b-2.
- Człon 3- składał się z członu Fregat (opcjonalnie).

Siła ciągu przy starcie- 4 143 kN.

Materiałem pędnym była mieszanina RP-1 (nafty) i ciekłego tlenu. Człon Fregat wykorzystuje do napędu mieszaninę Dimetylohydrazyny (UDMH) oraz tetratleneku diazotu.

Dane techniczne Sojuz-2.1b (wg [2]):
Długość- 46,1 m, średnica- 2,95 m.
Masa całkowita- 305 000 kg.
Udźwig rakiety- 8250 kg na orbitę o wysokości 200 km i nachyleniu 51,60^o.