Генеральным подрядчиком строительства полигона и города было определено 130-е управление инженерных работ, коллектив которого тогда возглавлял инженер-полковник Георгий Максимович Шубников, в последующем ставший генерал-майором инженерно-технической службы.
В 1958 году Указом Президиума Верховного Совета Казахской ССР населенный пункт Заря Кармакчинского района Кзыл-Ординской области отнесен к категории рабочих посёлков, с присвоением наименования Ленинский.
По проекту посёлок был рассчитан на постоянное проживание около 5 тысяч человек. Однако, благодаря интенсивному расширению проводимых на полигоне опытно-испытательных работ, уже в конце 1959 года в посёлке Ленинский проживало 8000 человек, а к концу 1960 года — более 10000 человек. В начале 1960-х годов проводилась массовая застройка посёлка трёхэтажными кирпичными домами («сталинского» типа с высокими потолками) в границах улиц Осташева — Коммунальная (ныне Горького) — Носова — Ленина, Носова — Коммунальная — Шубникова (ранее Московская) — Речная; построены четырёхэтажные здания — штаб полигона и универмаг — на площади Ленина...
Тяжёлые времена для космодрома и города настали в 1991—1992 годах, после распада СССР. Количество космических запусков резко сократилось, целый ряд офицеров и работников промышленности, в сложившейся обстановке хаоса и неизвестности, предпочли со своими семьями уехать с космодрома. Последней каплей стала передача коммунальных служб города от военного ведомства местным казахстанским властям, у которых не было ни средств, ни персонала для эксплуатации обширного городского хозяйства. Всё это привело к большим бытовым проблемам в суровую морозную и снежную зиму 1993/1994 года: в жилых и служебных зданиях города и космодрома постоянно отключалась подача электроэнергии, а тепло- и водоснабжение работали с огромными перебоями; во многих квартирах города температура воздуха снижалась до нуля градусов. В ту зиму были разморожены и выведены из строя системы тепло- и водоснабжения в нескольких десятках жилых домов Ленинска, и эти дома были заброшены.
В 1994 году был подписан Договор между РФ и Казахстаном, согласно которому Россия эксплуатирует космодром в обмен на ежегодно уплачиваемую Казахстану арендную плату. Срок аренды был установлен в размере 20 лет (в 2004 году этот срок продлён до 2050 года). Вскоре в Ленинске были созданы новые коммунальные службы, жизнь стала постепенно налаживаться. 20 декабря 1995 года Указом Президента Республики Казахстан город Ленинск был переименован в город Байконыр.
Во второй половине 1990-х годов количество космических запусков с Байконура значительно увеличилось, прекратился отток специалистов с космодрома. Город стал постепенно восстанавливаться, а потом и развиваться. Отремонтированы городские коммуникации, дороги, целый ряд жилых домов; разбит ряд новых скверов, сооружено несколько новых памятников в честь видных деятелей советской и российской космонавтики.