1990年4月7日，長征三號在西昌衛星發射中心發射，將「亞洲一號」成功送入預定的地球同步轉移軌道，且衛星入軌精度超過了休斯公司以往的任何一次發射，圓滿完成了中國首個對外商用通信衛星發射合同，中國商業航天發射取得「開門紅」^[52]。

儘管首次商業發射獲得了成功，但長征三號1.5噸的地球同步轉移軌道運力依然不足以承擔當時2.5噸以上的國際新一代通信衛星的發射任務，發射這類衛星的重擔落到了中國首個捆綁式火箭、外號「長二捆」的長征二號捆綁式運載火箭肩上^[53]。長二捆的地球同步轉移軌道運力達到3噸，其研製始於1988年中國長城工業公司與美國休斯公司簽訂的發射澳大利亞奧賽特公司通信衛星（簡稱「澳星」）的合同，當時長二捆無論是火箭還是塔架都僅存在於設計圖紙之上。儘管如此，中國航天人僅用了18個月就完成了長二捆的設計、生產與施工，創造了航天史上的一個奇蹟^[54]。1990年7月16日，長二捆搭載澳星模擬星首飛成功，中國首次突破了助推器捆綁、推進劑利用系統、大型發射台等關鍵技術，為澳星的正式發射鋪平了道路，長二捆也成為了20世紀90年代初期中國航天的明星級產品^[53]。

但是天有不測風雲，1992年3月22日，長二捆在西昌衛星發射中心發射首顆澳星正式衛星的時候出現故障，火箭在點火後未能起飛，發射中止，且畫面通過直播傳遍了全世界^[54]。事後的調查表明，故障的原因是少量多餘鋁屑引發點火控制電路短路，導致一、二級助推器發動機氧化劑副系統斷流閥門電爆管誤爆，最終引發所有發動機緊急關機。儘管短暫的點火產生的巨大振動導致長二捆火箭在塔架上沿順時針方向轉動了1.5度，但火箭最終沒有倒下，經過現場人員長達39小時的奮力搶救，衛星、火箭、發射台均被安全保留。近五個月後，1992年8月14日，長二捆再次發射澳星獲得圓滿成功，中國的商業發射度過了驚險的一關。^[55][56]

在接下來的三年多時間裏，長二捆又執行了五次發射，其中三次成功，兩次失敗（經中美雙方調查判定與火箭質量無關鍵聯繫）^[57][58][59]。與此同時，地球同步轉移軌道運力達到2.6噸的長征三號甲也於1994年完成首飛投入使用。然而，1996年2月15日，長征三號甲的後續型號長征三號乙運載火箭在西昌衛星發射中心首飛發射「國際通信衛星708星」時，火箭起飛兩秒後迅速傾斜，22秒後撞擊在附近山坡，最終導致星箭俱毀及6人死亡、57人受傷，成為中國航天史上最嚴重的事故。該事故故障原因最終被確定為火箭控制系統慣性基準元件的工藝質量缺陷導致的火箭姿態判斷輸出異常^[60][56]。儘管同年7月3日長征三號火箭成功發射了香港的「亞太IA」通信衛星，但兩個月後的8月18日，長征三號在發射「中星七號」通信衛星時，因為三級發動機二次點火故障而再度導致發射失敗^[61][62]。

約半年時間內的兩次發射失敗對長征火箭的國際信譽造成了沉重打擊，許多已簽訂的合同被用戶提前終止，國際保險公司要麼拒絕為長征火箭發射承保，要麼大幅提高保費^[62]。在這種艱難的局面下，中國航天行業啟動了全方位嚴肅認真的質量整頓與改革工作。1997年初，《中國航天工業總公司強化科研生產管理的若干意見》（簡稱「72條」）、《強化型號質量管理的若干要求》（簡稱「28條」）相繼出台，獨立的質量監督代表系統被建立。此外質量管理部門還總結出了在技術和管理方面解決質量問題（即「歸零」）的五條標準，合稱「雙歸零」^[62][56][63]。在嚴格的質量管理體系下，中國航天的發射成功率得到了立竿見影的提高。從1996年10月20日至2011年8月6日的近15年間，中國長征系列運載火箭實現連續102次發射成功^[64]。1997年8月20日，長征三號乙火箭自西昌衛星發射中心成功發射，將美國美國勞拉空間系統公司製造的，重3770千克的菲律賓「馬部海」通信衛星送入預定軌道。長征三號乙的成功復飛標誌着中國從此擁有了5噸的地球同步轉移軌道運載能力，足以發射國際市場上的多種重型衛星，極大地增強了中國在國際商業發射服務市場上的競爭力^[65]。長征三號乙運載火箭從此成為了中國中高軌道航天發射的絕對主力，並佔據中國火箭運力之最的寶座近二十年。

在長征系列火箭力圖重新奪回國際商業發射市場失地的時候，來自美國的政治陰雲卻開始籠罩在中國航天的上空。1998年，美國方面指控休斯公司和勞拉公司在參與長征火箭發射失敗故障調查的過程中輸出了有助於中國改進洲際導彈的技術，之後發表的《考克斯報告》進一步宣稱中國「竊取美國軍事技術」。1999年，美國政府將商業衛星的出口納入到《國際武器貿易條例》（「ITAR」）中，禁止用中國火箭發射由美國製造或者包含美國製造部件的衛星^[66][67]。至此，中美之間的商業發射合作宣告中斷，1999年6月12日由長征二號丙火箭發射的兩顆「銥星」成為了最後一批由中國火箭發射的美國載荷^[68]。並且，由於美國的嚴苛限制以及其在世界衛星行業的壟斷性地位，長征火箭事實上被排除在了國際主流商業發射市場之外，商業發射活動在數年時間內趨於停滯^[66]。

儘管商業發射活動在經歷了極大的波折後陷於低潮，但中國航天在這個十年臨近結束之際依然取得了重大突破。1999年11月20日06時30分，中國第一艘試驗載人飛船「神舟一號」搭乘長征二號F運載火箭在酒泉衛星發射中心升空。飛行約10分鐘後，飛船與運載火箭成功分離，準確進入預定軌道。飛船按預定程序在軌運行14圈後開始執行返回程序，返回艙於11月21日凌晨03時41分順利降落在內蒙古蘇尼特右旗賽漢塔拉主着陸場，中國首次試驗飛船任務取得圓滿成功^[69][70]。這次任務的成功使得自1992年起秘密進行的中國載人航天工程被正式公諸於世。中國載人航天工程於1992年9月21日正式立項，代號「921」。工程的目標用「三步走」 來描述，可分別概括為實現天地往返、突破關鍵技術與實現短期駐留、建造空間站^[71]。工程的實施帶動了一大批先進項目的研製與建設，如三艙結構的神舟載人飛船、基於長二捆的「長二F」載人火箭、酒泉載人航天發射場、北京航天飛行控制中心、中國航天員科研訓練中心等，十四名預備航天員也被選拔出來組成了中國人民解放軍航天員大隊接受載人飛行訓練^[72]。隨着神舟一號任務的完成與公開，中國在21世紀即將來臨之時正式公開向美俄近四十年來在載人航天領域的壟斷地位發起了挑戰。