Историја формирања флоте обавијена је тајном. Током 30 година је Поморска космичка флота — одред од 11 совјетских експедиционих и војних бродова — учествовала у стварању ракетно-нуклеарног штита СССР-а, обезбеђујући тестирања и управљање космичким апаратима различите намене.
Идеја стварања поморских мерних центара појавила се крајем 1950-их година прошлог века због праћења прецизности пада бојевих глава совјетских балистичких ракета за време њиховог тестирања у централном делу Тихог океана, као и због успешног лансирања првог вештачког сателита „Спутњик“ у космос.
У то време, Јуриј Гагарин се спремао за историјско путовање, а копнена средства нису могла да осигурају његову безбедност. Били су потребни бродови који би примали сигнале са „Востока“ у свакој тачки планете. У ту сврху, 1960. године је била формирана Атлантска група пловећих мерних центара: „Краснодар“, „Иљичевск“ и „Долинск“. Ови бродови, који су се налазили у Атлантику, на путу лета свемирског брода „Восток“ према Месецу забележили су и предали Центру време искључења мотора брода и телеметрију која се тицала рада система и стања космонаута Јурија Гагарина. Пред њима су били летови на Месец и Марс, и због тога им је била потребна логистика на копну, мору, у ваздуху. Тиме почиње златно доба „звездане“ флотиле.
Први пут се у јавности чуло за Поморско-космичку флоту крајем седамдесетих година прошлог века. До тада су они испловљавали под заставама трговачких бродова, али су, због свог специфичног облика, били мета подозрења — потенцијални противници су их често пратили из ваздуха. Атлантски, Тихи и Индијски океан — бродови нису прекидали своје дежурство ни на један дан. Сваки космички апарат који је летео око Земље а није могао да буде испраћен са територије СССР-а, пратила је флота.
Научно-истраживачки бродови који су учествовали у програмима освајања космоса били су посебна класа. Имали су најнапредније радио-техничке системе. Њихов облик је одмах упадао у очи због многобројних антена, огледала пречника 25 метара које је красило „Космонаута Јурија Гагарина“ или беле лопте од 18 метара на „Космонауту Владимиру Комарову“, испод које су биле сакривене антене.
Једна од главних специфичности космичке флоте била је висока аутономност њених бродова, што се односи на време које брод проводи на мору без уласка у луке ради попуњавања залиха воде, хране и горива. Они су могли да се налазе на отвореном мору до 11 месеци и да управљају летовима свих космичких апарата. Високи степен аутономности омогућава броду да не прекида програм праћења. Бродови су били опремљени различитим лабораторијама, једнокреветним и двокреветним кабинама, просторијама за одмор, климом, теретанама, базенима, библиотекама и биоскопима.
„Златно доба“ флота је доживела шездесетих година прошлог века. У то време добила је два брода-бисера — „Академика Сергеја Корољова“ и „Космонаута Јурија Гагарина“. Брод „Космонаут Јуриј Гагарин“ је био један од највећих бродова свог времена.
Међутим, распадом СССР-а распала се и ова јединствена флота. Нове државе нису биле у стању да се старају о овој јединици. Један по један, бродови су продавани или слати на отпад. Данас је од Поморске космичке флоте остао само један брод у Калињинграду — „Космонаут Виктор Пацајев“. Главни део задатака те флотиле врши научно-истраживачки брод „Маршал Крилов“ — највећи брод Руске пацифичке флоте и једини у својој класи који испуњава задатке тестирања и обраде података нове ракетно-космичке технике (космичких апарата, крстарећих и балистичких ракета, носача ракета).
Наду у обнову „звездане“ флотиле дала је државна корпорација „Роскосмос“, која је наручила изградњу два мобилна центра за мерења који ће бити инсталирани на бродовима ради безбеднијег лансирања са космодрома „Восточни“. Очекује се да ће руски бродови опет са најразличитијих тачака у међународним водама пратити небо већ од 2022. године.