LauncherOne là một tên lửa đẩy quỹ đạo hai tầng, bắt đầu các chuyến bay vận hành vào năm 2021. Nó là một tên lửa phóng từ trên không, được thiết kế để mang trọng tải cỡ nhỏ lên đến 300 kg vào quỹ đạo đồng bộ Mặt trời, sau khi phóng từ một máy bay vận tải bay ở trên cao. Tên lửa được đưa lên tầng cao của bầu khí quyển trên một chiếc Boeing 747-400 đã được chỉnh sửa, có tên Cosmic Girl, và được phóng ra trên Thái Bình Dương. Quá trình phát triển bắt đầu vào năm 2007 bởi Virgin Galactic, sau đó được tách ra vào năm 2017 cho một công ty riêng biệt, Virgin Orbit. Một nỗ lực phóng không thành công đã được thực hiện vào ngày 25 tháng 5 năm 2020 nhưng không thể tiếp cận không gian. Chuyến bay thành công đầu tiên là vào ngày 17 tháng 1 năm 2021, mang theo trọng tải 10 CubeSats đến quỹ đạo Trái đất tầm thấp. LauncherOne là tên lửa quỹ đạo phóng từ trên không sử dụng nhiên liệu lỏng đầu tiên. Từ năm 2007–2015, LauncherOne được lên kế hoạch trở thành một tên lửa đẩy nhỏ hơn có khả năng nâng 200 kg lên quỹ đạo Trái đất thấp. Thiết kế đã được mở rộng vào năm 2015 để cung cấp một tên lửa lớn hơn có khả năng đưa trọng tải 300 kg lên quỹ đạo đồng bộ Mặt trời 500 km, phù hợp với CubeSats và các loại có trọng tải nhỏ. Virgin Orbit đang nhắm tới mức giá phóng khoảng 12 triệu đô la Mỹ cho tên lửa. LauncherOne thực hiện chuyến bay đầu tiên vào ngày 25 tháng 5 năm 2020. Chuyến bay không thành công vài giây sau khi thiết bị đánh lửa của tên lửa tắt sớm trong bộ phận động cơ giai đoạn đầu, nguyên nhân do sự cố đứt đường dây nạp thuốc phóng, và tên lửa đã không vươn tới được không gian. Sự cố phóng được cho là do đường dây nhiên liệu oxy lỏng áp suất cao trong động cơ NewtonThree gặp sự cố bất ngờ. Oxy không được cung cấp liên tục cho động cơ khiến chuyến bay thất bại. Vấn đề với đường dây dẫn nhiên liệu đã được giải quyết bằng cách gia cố các thành phần đã hỏng hóc. Vụ phóng thứ hai diễn ra vào ngày 17 tháng 1 năm 2021 và đây là vụ phóng đầu tiên lên quỹ đạo thành công. Tên lửa đã triển khai 10 CubeSat cho sứ mệnh Educational Launch of Nanosatellites của NASA (ELaNa 20). Máy bay "Cosmic Girl" cất cánh từ Cảng Hàng không và Không gian Mojave ở California lúc 18:38 UTC. Máy bay đã phóng tên lửa LauncherOne lúc 19:39 UTC. Vụ phóng xảy ra ở độ cao 10.700 m (35.100 ft). Vào ngày 17 tháng 1 năm 2021, cả hai động cơ NewtonThree và NewtonFour đều hoạt động tốt như mong đợi. Trong khi phóng, NewtonFour bắn hai lần; một lần để đưa chuyến bay vào giai đoạn thứ hai, đưa tải trọng vào quỹ đạo chuyển động, và một lần nữa để quay quanh quỹ đạo. LauncherOne là một phương tiện phóng từ trên không trung hai giai đoạn. Tên lửa có đường kính cho giai đoạn đầu và cho giai đoạn thứ hai và có mang theo trọng tải. Vào tháng 10 năm 2019, công ty đã công bố kế hoạch phát triển chương trình bay với biến thể ba giai đoạn có khả năng phóng 100kg lên Mặt trăng, 70kg lên sao Kim hoặc 50kg lên sao Hỏa. Động cơ tên lửa Newton đốt cháy RP-1 và oxy lỏng. Giai đoạn đầu tiên sử dụng một động cơ NewtonThree đơn, trong khi giai đoạn trên sử dụng một động cơ NewtonFour đơn đã được tối ưu hóa chân không. LauncherOne được thiết kế để phóng vật có trọng tải 300 kg (660 lb) lên quỹ đạo đồng bộ Mặt trời (SSO) 500 km (310 dặm), phù hợp với CubeSat và các tàu vũ trụ có trọng tải nhỏ. Virgin Orbit cũng công bố LauncherOne có khả năng gửi các tải trọng vào quỹ đạo nhật tâm cho các chuyến bay đến sao Hỏa, sao Kim hoặc tiểu hành tinh. Virgin Orbit tích hợp trọng tải tại trụ sở chính của họ ở Long Beach, California. LauncherOne được phóng từ máy bay vận tải "Cosmic Girl" Boeing 747-400, được gắn vào một bệ treo ở cánh trái của máy bay và được thả ra trên bầu trời vùng đại dương tại một vị trí tùy thuộc vào độ nghiêng quỹ đạo có thể tùy chỉnh. Quá trình này tránh được tình trạng hủy bay thường gặp đối với các vụ phóng trên mặt đất do thời tiết và gió lớn. William Pomerantz tại Virgin Orbit đã tuyên bố rằng bất kỳ sân bay nào có thể hỗ trợ máy bay Boeing 747 đều có thể được sử dụng, tùy thuộc vào sự cho phép của luật pháp địa phương. Tính đến năm 2021, máy bay vận tải của công ty luôn cất cánh từ Cảng Hàng không và Vũ trụ Mojave ở California, Hoa Kỳ. Công ty cũng có kế hoạch sử dụng các sân bay khác như Trung tâm Vũ trụ Kennedy ở Florida, Hoa Kỳ và Sân bay Newquay ở Cornwall, Vương quốc Anh. Các địa điểm phóng được đề xuất khác bao gồm Sân bay Quốc tế Ellison Onizuka Kona ở Hawaii, Sân bay José Aponte de la Torre ở Puerto Rico, Sân bay Oita ở Nhật Bản, và Căn cứ Không quân Andersen ở Guam.