正当布劳恩失意之时，德国陆军在1932年找到了他，并表示愿意全力支持他的博士论文，不过必须将其作为军事机密，这对于布劳恩而言无疑是绝佳的机会，他也确实毫不犹豫地接受了对方抛出的橄榄枝。为军队搞火箭研究不到一年，布劳恩就与上司多恩伯格为陆军总司令安排了一场秘密的发射演示，他们计划发射两枚a2火箭，也就是v2火箭的原型。在博尔库姆岛演示非常成功，火箭完全按照预定计划飞行，无论是飞行高度还是飞行轨迹都取得了重大突破。
1939年，韦纳·冯·布劳恩见到了纳粹元首希特勒。在看过演示报告之后，希特勒表示非常相信布劳恩的能力，也愿意为火箭研究投入更多资金支持，同时也要求布劳恩生产出成万计量的火箭，然后把它们统统扔到英国。因为在希特勒看来，如果能够每天往英国的领土上投上几千枚这样的火箭，就能最大程度地阻止英国进攻德国。为此，布劳恩找到了合适的导弹试验基地佩内明德，开始研究新的武器计划v2火箭计划。希特勒一直想利用v2挽救二战战场的颓势，并催促布劳恩尽可能多地生产v2火箭。
终于在1942年10月3日星期六，韦纳·冯·布劳恩制造的第一颗弹道飞弹成功发射，起飞重量十一吨，穿过大气层飞行190公里，最后坠落在波罗的海。在二战他研制的飞弹作为希特勒秘密武器之一，妄图挽回德国的战败而做垂死挣扎。
1943年7月，布劳恩和他的助手前往希特勒的秘密总部“狼穴”放映一部v2发射的短片。希特勒对此印象深刻，传闻他说：“如果我们在1939年拥有这些火箭，就不会发生这场战争。”由此下达了开始批量生产的命令。一个月后，英国皇家空军对佩内明德发动了大规模轰炸，因为他们怀疑该基地被用来制造火箭，计划因此陷入混乱。这次突袭只取得了有限的成功，但它确实迫使纳粹将火箭制造设施转移到位于诺德豪森哈尔茨山脉的一个地下工厂，这个最高优先级的项目将在那里被释放。受到任何盟军的进一步轰炸。在这里，在恶劣的条件下，来自附近多拉集中营的奴隶劳工辛勤工作，生产出v2火箭。他们在地下工作和生活，没有新鲜空气和自然光，没有食物和休息，并遭受党卫军卫兵的暴力。事实上，在制造v2时死亡的人数比在实战中