17 marca 1966 roku w Plesiecku odbył się nieudany start rakiety Wostok 8A92. Kolejną nieudaną próbę podjęto 14 października tego samego roku oraz 19 stycznia i 13 marca 1967 roku. Od 24 czerwca 1977 roku w Plesiecku odbył się pierwszy start rakiety Cyklon-3. Do 30 stycznia 2009 roku odbyły się łącznie 122 starty rakiet Cyklon-3. mały|Oznaka Kosmodromu Plesieck Po rozpadzie ZSRR Plesieck stał się kluczowym kosmodromem Federacji Rosyjskiej, gdyż Bajkonur znalazł się na terenie Kazachstanu. Na mocy Dekretu Borysa Jelcyna z 11 listopada 1994 roku Plesieck mianowano głównym kosmodromem państwowym, pozostającym pod dowództwem wojsk rakietowych.
Na początku lat dziewięćdziesiątych XX w. Kosmodrom Plesieck zajmował pierwsze miejsce na świecie pod względem liczby sztucznych satelitów, wysłanych z obiektu. Do 1993 roku było ich 1372. Drugie miejsce zajmował Kosmodrom Bajkonur (917 sztucznych satelitów). 25 marca 1993 roku w Plesiecku odbyła się próba wystrzelenia rakiety Start-1. 22 grudnia 1999 roku miał miejsce start rakiety Rokot.
W 2001 roku rozpoczęto budowę kompleksu startowego rakiet kosmicznych Angara (nazwa nawiązuje do pierwszego miana kosmodromu). Prace ukończono w 2014 roku.