Были определены сроки начала летно-конструкторских испытаний (ЛКИ) - 1966 год, экспедиции - 1967-1968 годы.
Наземная экспериментальная отработка комплекса Н1-Л3 включала:

• отработку прочности, герметичности, испытаний в глубоком вакууме и в условиях невесомости;
• отработку механических и пиротехнических систем разделения и стыковки, пневмогидравлических систем блоков РН и системы Л3, приборов и аппаратуры управляющих и измерительных систем, систем энергопитания, аппаратуры систем жизнеобеспечения;
• проведение высокотемпературных и тепловакуумных испытаний, исследования газодинамических процессов при старте и разделении ступеней;
• стендовую отработку блоков РН, включая отработку термодинамических процессов при заправке баков, хранении, подготовке к пуску;
• комплексную отработку РН совместно со стартовой позицией, включая отработку термодинамических процессов топливных систем наземного комплекса, систем стыковки ракетного и стартового комплексов, технологических процессов подготовки стартового и ракетного комплексов к пуску РН.

Наземная экспериментальная отработка прочности комплекса включала статические, динамические и ударные испытания узлов и агрегатов комплекса.
Комплексная наземная отработка, проверка работоспособности систем двигательных установок и конструкции блоков, температурных, динамических и вибрационных режимов РН Н1 и головного блока проводились на специально дооборудованном сооружении с 1965 по 1974 год.
В это время были проведены холодные испытания блоков Б, В, Г и Д без запуска двигателей, на которых отрабатывались режимы заправки, предстартового наддува, захолаживания, слива и т.д.
Проведены:

• четыре огневых испытания полномасштабного модуля блока В с четырьмя двигателями суммарной тягой около 600 тс) - 2 февраля, 13 апреля, 23 августа 1967 года и 25 ноября 1970 года;
• три огневых испытания полномасштабного модуля блока Б с восемью двигателями суммарной тягой 1200 тс - 23 июня 1968 года, 29 августа 1970 года и 15 декабря 1973 года;
• цикл огневых испытаний на многоразовой установке, воспроизводящей штатные условия работы единичных двигателей блока А;
• огневые испытания модуля блока Г и огневые испытания блока Д.

Все испытания прошли с положительными результатами, по которым все блоки были допущены к летно-конструкторским испытаниям (ЛКИ).