De 1962 à 1967, Tchelomeï et Glouchko espèrent griller la priorité à Korolev et à son projet N1/L3 avec le lanceur modulaire UR-700 et le train lunaire LK-700, conçus pour un atterrissage direct en mai 1972. Avec un argument : du moment que Korolev refuse le design modulaire pour sa N1, elle doit être construite sur le site de lancement sans que son 1er étage ne puisse être essayé statiquement avant le vol. À l'inverse, les éléments de l'UR-700 peuvent être testés à l'usine Khrounichev de Moscou, transportés par rail et être rapidement assemblés au cosmodrome de Baïkonour. Tchelomeï présente son projet d'UR-700 à Khrouchtchev lors d'une rencontre à Baïkonour le 24 septembre 1964, à laquelle participe également Korolev. Décision est prise d'examiner la contre-proposition, qui est cependant mise de côté durant un an après le limogeage du Premier secrétaire et son remplacement par Leonid Brejnev.
Les travaux sur l'ébauche de l'UR-700 sont autorisés en octobre 1965, bien que Tchelomeï y travaille depuis 1962. En septembre 1966, la VPK décide de comparer sérieusement l'UR-700 et le N1. Le lanceur mesure 76 mètres, pèse 4 823 tonnes pour une charge utile de 151 tonnes en orbite terrestre basse (LEO) et de 50 tonnes en orbite de transfert lunaire. Il concurrence directement la Saturn V.
Il comprend 3 étages fonctionnant au carburant diméthylhydrazine (NH2-N(CH3)2) (en orange sur les schémas ci-contre et ci-dessous) et au comburant peroxyde d'azote (N2O4) (en vert sur les schémas) :
Le troisième étage, basé sur le premier étage de Proton, place le train lunaire LK-700 sur une orbite d'attente à 200 km de la Terre. Le LK-700 est équipé de 4 étages compartimentés presque identiques, et d'un étage avec le module d'atterrissage et la capsule lunaire. Les trois étages extérieurs sont mis à feu pour placer le train lunaire sur une orbite translunaire. L'étage intérieur central est utilisé pour des corrections de trajectoire pendant le voyage, placer le train sur son orbite lunaire, et continue à fonctionner jusqu'à arriver juste au-dessus de la surface. Le vaisseau accomplit la dernière étape en douceur en se posant, alors que les trains servent de plate-forme de lancement, lorsque le module propulse la capsule LK-700 pour son retour vers la Terre.