Характерными особенностями станции «Алмаз» по сравнению с ДОС являлись более точная система ориентации и использование солнечных батарей, панели которых, поворачиваясь относительно её корпуса, могли устанавливаться на оптимальный угол к солнечным лучам. Благодаря этому обеспечивалось получение большей электроэнергии без нарушения заданной ориентации станции в пространстве. Небольшую часть бытового помещения занимал комплексный тренажёр, состоявший из самодвижущейся беговой дорожки и специальных тренировочных костюмов с эластичными шнурами, создававшими нагрузку на отдельные группы мышц. Для изучения распределения аэрозольных частиц в земной атмосфере использовался спектрограф; продолжались эксперименты по выращиванию культур бактерий и опробование установки для регенерации воды из атмосферы станции. Космонавты провели также тщательную отработку всех новых технических систем, которые найдут применение на будущих орбитальных станциях и космических кораблях. Выключив ряд бортовых систем и оставив станцию для продолжения полёта в автоматическом режиме, 19 июля после завершения программы полёта экипаж вернулся на Землю.

Станция «Салют-3» продолжала автономный полёт. К запуску и стыковке со станцией готовился следующий корабль с космонавтами Г.В. Сарафановым и Л.С. Дёминым.

Прошло немногим более месяца после того, как покинул станцию её первый экипаж, и 26 августа 1974 года, около 23 часов по московскому времени (на космодроме — ночь), стартовал корабль «Союз-15».

На этот экипаж возлагались большие надежды. Предыдущий полёт, пробный, показал, что на станции «Алмаз» вполне можно работать и месяц, и два — для этого созданы все условия.

После выхода корабля на орбиту началось его сближение со станцией, однако система сближения и стыковки дала сбой. Попытки ручной стыковки результатов не дали, хотя корабль неоднократно сближался со станцией. На корабле остался запас топлива лишь на тормозной импульс для возвращения на Землю.

28 августа, через двое суток полёта, спускаемый аппарат корабля «Союз-15» с Г.В. Сарафановым и Л.С. Дёминым приземлился около Целинограда. Садились ночью, но поисковики быстро обнаружили и эвакуировали экипаж.

30 августа в Звёздном городке на заседании Госкомиссии было принято решение «лечить» систему сближения и стыковки.

23 сентября 1974 года по команде с Земли с «Алмаза» № 2 была сброшена спускаемая капсула, подготовленная П.Р. Поповичем и Ю.П. Артюхиным. Возвращение капсулы прошло по программе, она сразу была найдена и доставлена в Москву. Эта капсула стала первой в мире космической посылкой, подготовленной космонавтами. Кроме того, перед спуском с орбиты впервые была проведена пробная стрельба из пушки системы «Щит-1». Полученные материалы были высоко оценены офицерами и руководством Генерального штаба Вооружённых сил СССР.

Полёт станции в автоматическом режиме с выполнением дополнительной программы исследований в интересах народного хозяйства продолжался до 25 января 1975 года. 24 января 1975 года, по истечении семи месяцев управляемого полёта, после торможения станция «Алмаз» № 2 вошла в плотные слои атмосферы и затонула в малообитаемом районе Тихого океана.

26 апреля 1976 года в своей московской квартире умер дважды Герой Советского Союза, Маршал Советского Союза, министр обороны Андрей Антонович Гречко, в годы войны командовавший 1-й гвардейской армией, заместитель командующего войсками 1-го Украинского фронта, человек, бесконечно благоволивший В.Н. Челомею, всегда находившийся под влиянием его яркого научного красноречия, знаний и конструкторской изобретательности.

29 апреля 1976 года министром обороны был назначен Д.Ф. Устинов. Над военным присутствием Челомея в космосе немедленно сгустились тучи много более мрачные, чем в предыдущие годы.

Весьма драматичным, до сих пор вызывающим вопросы и споры, был пилотируемый полёт на орбитальной станции «Алмаз-3», имевшей открытое название «Салют-5». После её запуска 22 июня 1976 года с целью стыковки с ней 6 июля стартовал транспортный корабль «Союз-21» с экипажем в составе командира корабля лётчика-космонавта полковника Б.В. Волынова и бортинженера подполковника-инженера В.М. Жолобова. Эта экспедиция, помимо решения большого количества чисто военных, разведывательных задач, должна была решать задачи прикладного характера, включающие проведение комплекса технологических экспериментов. С помощью ручного инфракрасного спектрометра космонавты изучали загрязнение земной атмосферы выбросами промышленных предприятий.

Одним из наиболее заслуживающих внимания экспериментов являлось исследование возможности перекачки топлива в космосе без использования насосов (эксперимент «Поток»), проведённое по замыслу В.Н. Челомея. Было показано, что под действием силы поверхностного натяжения жидкость, содержащаяся в сфере, могла быть перекачана в другую ёмкость. Экипаж проводил наблюдения солнечной короны и выполнял фотографирование поверхности Земли с целью поиска минеральных ресурсов, оценки селевой опасности в горах, исследования районов проектирования гидротехнических сооружений, а также решения других важных народно-хозяйственных задач. С помощью спектрометров проведены исследования ультрафиолетового излучения Солнца, а также получены данные о содержании в атмосфере отдельных компонентов — озона, водяного пара и других — на различной высоте в верхней атмосфере Земли. Экипаж проводил испытания установленной на станции экспериментальной электромеханической системы стабилизации. Большое внимание было уделено проведению биологических экспериментов.

Но самое значительное время и силы экипаж отдал разведывательной деятельности. После выхода из строя системы проявления плёнки Б.В. Волынов, по просьбе наземных служб, вручную проявлял фотоматериалы. На 42-е сутки полёта станция внезапно была полностью обесточена. Отключились приборы. Прекратила действовать система регенерации воздуха. В полной тьме и в состоянии невесомости командир и бортинженер пытались ликвидировать аварию. В конце концов через полтора часа станцию включили, но Виталий Жолобов был не в состоянии далее выполнять свои обязанности. Космонавты рапортовали, что на станции появился неприятный запах, вызывающий головокружение и они вынуждены обматывать лица мокрыми полотенцами. После консультации с врачами Государственная комиссия решила прервать полёт. Приказ о посадке Борис Волынов принял на 49-е сутки полёта, просил дать ему возможность расконсервировать «Союз», завершить все работы и осуществить посадку в светлое время суток. На всё это требовалось пять суток. «Земля» не согласилась и приказала возвращаться немедленно.

После выполнения подготовительных операций экипажем аппарат «Союз-21» не расстыковался с ОПС. Расстыковка прошла только на следующем витке по команде из ЦУПа.

Рассказывает бывший начальник отдела НПО машиностроения Л.М. Шелепин:

«…Меня срочно вызвали на КП в КИЦе, на котором контролировали полёт “Салюта-5”. Здесь находился В.Н. Челомей, его заместители и другие специалисты. Владимир Николаевич спросил меня, какие нужно принять действия по выходу из сложившейся ситуации. Дело в том, что автоматику управления пассивной частью системы стыковки и внутреннего перехода (ССВП), установленной на “Салют-5”, по исходным данным ЦКБЭМ разрабатывал наш отдел. Вспомнив тонкости автоматики системы, я ответил Генеральному, какие надо выдать команды на борт станции.

У меня не было никаких сомнений, что необходимые действия были спланированы в ЦУПе, где руководителем полёта был М.И. Лифшиц. Однако Челомей предложил, как было принято, проверить на “аналоге” ОПС в КИЦе в Реутове.

Проверка прошла успешно. По указанию Владимира Николаевича я передал последовательность команд в ЦУП. Ещё раз была подтверждена идентичность действий команд “аналога” ОПС и ЦУПа, где эти команды уже были внесены в оперативную программу следующего сеанса связи с ОПС.

Стали ждать. На следующем витке “Союз-21” был благополучно отстыкован. Все облегчённо вздохнули, Генеральный подошёл ко мне, дотронулся до плеча и приглушённым голосом сказал: “Заходите ко мне”».