Antes de hacerse cargo del programa espacial soviético, trabajaba en uno de los centros de investigación estatales para el desarrollo de cohetes y sistemas de propulsión, el GIRD y luego el RNII. Fue víctima de las purgas stalinistas de 1938, siendo condenado a diez años en el gulag de Kolymá, donde pasaría cinco meses en los que contrajo una enfermedad cardíaca, escorbuto, perdió los dientes y se fracturó la mandíbula, dejándole secuelas físicas que provocarían su muerte a los 59 años durante una operación quirúrgica. Durante la Guerra, seguiría prisionero en un confinamiento especial para científicos, donde se dedicaría junto a otros a trabajar en el desarrollo de motores a reacción y en intentar reproducir las V-2 de von Braun.
Su identidad era un secreto de Estado, de forma que nadie sabía quién era el oscuro Diseñador Jefe responsable de los programas soviéticos. No solo Wernher von Braun ignoraba quién era su rival -a quien confesaba admirar-, sino que incluso la propia ciudadanía soviética desconocía quién estaba tras los éxitos del programa espacial soviético en la carrera espacial. Sólo tras su muerte, su identidad fue revelada.
Monumento a Koriolov en la ciudad de Koriolov (antes Kaliningrado y rebautizada así en su honor).
