1919年，戈达德发表了一篇题为《到达超高空的方法》的文章，论述了有关火箭的理论，预言火箭能够冲出地球引力的束缚而到达月球，甚至更遥远的太空；还论述了往月球表面撒多少"发光粉"，地球上的望远镜才能看到。该论文有69页，是一个小册子，由史密森学会发表。这篇文章流传很广，现在该论文已经成为经典著作。而16年前，一个名叫齐奥尔科夫斯基（俄国的"火箭之父"）的俄国人也写过了相似内容的论文。不过，当时的美国人正在国家航空咨询委员会的带领下，心无旁骛地拼命研制飞机，以致对现代火箭这种新生事物毫无兴趣。由于戈达德一个人的存在，美国在把火箭理论变成现实方面，领先于十月革命后忙于共产主义试验的苏俄。
1923年，戈达德进行了世界上第一个用汽油和液氢作燃料的液体燃料火箭的引擎试验。后来，戈达德考虑制造更大、更理想的火箭，为此，他在马萨诸塞州一个远亲沃德姨妈那里找到了一个适合当试验场的草莓农场。沃德姨妈是个老处女，养了一屋子猫，非常欢迎戈达德为她带来热闹，还让戈达德使用她家的鸡窝存放设备。不过，当地的消防员很不喜欢戈达德。
1926年3月16日下午，戈达德在草莓农场成功发射了自己制作的第一枚火箭，他用液态氧和汽油作为推进剂。他的妻子拍下了他站在火箭旁的珍贵历史照片。这枚火箭长约3.4米，发射时重量为4.6千克。飞行延续了约2.5秒，最大高度为12.5米，飞行距离为56米。这枚火箭就是今天现代火箭的真正鼻祖，这次试验与1903年莱特兄弟第一次试飞飞机具有同样的意义。这枚液体火箭比德国人早5年，比俄国人早7年。
1929年戈达德又发射了一枚更大的火箭。这枚火箭比第一枚飞得又快又高，更重要的是它带有一只气压计.一只温度计和一架来拍摄飞行全过程的照相机，这是世界上第一枚载有仪器的火箭。
1935年戈达德又发射了一枚液体火箭，其速度第一次不可思议地超过了声速。此外，戈达德还获得火箭飞行器变轨装置和用多级火箭增大发射高度的专利。戈达德一共获得过214项专利。他设计的小推力火箭发动机是现代登月小火箭的原型，曾成功地升空到约2千米的高度。
