Королев увлекся космосом, прочитав работы Константина Циолковского о создании летательных аппаратов ракетного типа. Более того, они даже встречались. Спустя много лет Сергей Павлович так вспоминал об этой встрече: «Шел 1929 год. Приехали мы в Калугу утром. В деревянном доме встретил нас высокий старик в темном костюме. В руках его был слуховой аппарат в виде рупора из жести. Он прикладывал его к уху, но просил говорить негромко. Запомнились удивительно ясные глаза. Минут за тридцать он изложил нам суть своих взглядов. А когда я, с присущей молодости горячностью, заявил, что отныне моя цель — пробиться к звездам, Циолковский улыбнулся и сказал: “Это очень трудное дело, молодой человек, поверьте мне, старику. Это дело потребует знаний, настойчивости, терпения и, быть может, всей жизни…” — “Я не боюсь трудностей”, — ответил я тогда».
Родился Сергей Павлович на Украине, в Житомире, в семье учителя словесности житомирской гимназии Павла Яковлевича Королева. Мать, Мария Николаевна Москаленко, — купеческая дочь. Жизнь у родителей не сложилась. Они разошлись, когда Сергею было пять лет. После этого он какое-то время воспитывался у дедушки с бабушкой, родителей матери, владевших небольшой лавкой в городе Нежине.