Zu den in der DFVLR zusammengefassten Instituten gehörte unter anderem auch das Flugfunk-Forschungsinstitut in Oberpfaffenhofen.
Wissenschaftlich ging es um Satellitenmissionen zur Sonnenforschung, um Erdbeobachtung, die Entwicklung von Sensoren und Kameras, um robotische Systeme und vieles mehr.
In den siebziger Jahren gab es eine erste Ausschreibung für Wissenschaftsastronauten, die Experimente in dem in Deutschland gebauten Raumlabor Spacelab durchführen sollten.
Ulf Merbold als erster Bundesbürger im All
So flog 1983 Ulf Merbold als erster Bundesbürger mit einem amerikanischen Space Shuttle ins All. Während dies eine ESA-Mission gewesen ist, war die D-1-Mission zwei Jahre später mit Ernst Messerschmid und Reinhard Furrer ein Projekt der DFVLR.
1990 wurden einige Kompetenzen ausgegliedert. Die Deutsche Agentur für Raumfahrtangelegenheiten, DARA, war nun für das Raumfahrtmanagement und die Vertretung bei der ESA zuständig.
Weil sich dies nicht bewährt hatte, wurde die DARA bald wieder aufgelöst. So entstand 1997 das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR. Bis heute sagen aber viele, die noch die DFVLR kannten, die und nicht das DLR.