Կորոլյովը 1929 թվականին ավարտել է Մոսկվայի Բարձրագույն տեխնիկական ուսումնարանը և Մոսկվայի օդաչուների դպրոցը։ 1930 թվականին աշխատել է Ավիացիայի կենտրոնական պետական ինստիտուտում, որտեղ ստեղծել է սկավառակների մի շարք մոդելներ, («Կոկտեբել», «Կարմիր աստղ» և այլն)։ Ծանոթանալով Կ. Ցիոլկովսկու աշխատանքներին՝ Կորոլյովը տարվել է հրթիռային թռչող ապարատներ ստեղծելու գաղափարով և 1932 թվականին նշանակվել է ռեակտիվ շարժման ուսումնասիրման խմբի պետ, որտեղ նրա ղեկավարությամբ ստեղծվել են խորհրդային առաջին հրթիռները։ 1946 թ. Կորոլյովը ԽՍՀՄ հրթիռատիեզերական համակարգերի գլխավոր կոնստրուկտորն էր և նրա գլխավորությամբ ձևավորվել է այդ երկրի գործնական տիեզերագնացությունը։ Նրա ղեկավարությամբ ստեղծվել են բալստիկ, երկրաֆիզիկական, տանող հրթիռներ և «Վոստոկ» ու «Վոսխոդ» ղեկավարվող տիեզերանավերը, որոնցով իրագործվել են մարդու առաջին տիեզերական թռիչքը և բաց տիեզերք դուրս գալը։ 1957 թ. օգոստոսի 21-ին նրա ղեկավարությամբ թողարկվեց առաջին միջմայրցամաքային բալիստիկ հրթիռը՝ «Ռ-7»։ Կորոլյովի ղեկավարությամբ ստեղծվել են նաև Երկրի «Էլեկտրոն» և «Մոլնիա–1» սերիաների արհեստական, «Կոսմոս» շարքի արբանյակները, «Զոնդ» միջմոլորակային ինքնաշխատ առաջին կայանները։ Նա ԽՍՀՄ գիտությունների ակադեմիայի ակադեմիկոս էր, Սոցիալիստական աշխատանքի կրկնակի հերոս։ Ռուսաստանում ներկայումս գործում է Կորոլյովի անվան կոնստրուկտորական բյուրոն։
Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից (հ․ 5, էջ 661)։