En 1970, les Soviétiques réussirent à pénétrer l'atmosphère dense et couverte de nuages de Vénus, avec la sonde Venera 7 (du nom russe de la planète).

Vénéra 8 devint, le 22 juillet 1972, le premier engin fonctionnant depuis le sol d'une planète du Système solaire autre que la Terre, transmettant des informations relatives à la nature du sol vénusien (elle mesura une température de 470!°C et une pression voisine de 100 bars, soit environ 88 fois celle de l'atmosphère Terrestre au niveau du sol).

En octobre 1975, Venera 9 et 10 déposèrent des modules atterrisseurs sur la surface, qui résistèrent pendant une heure et retransmirent les premières photographies (monochromes) de la surface vénusienne.

Les sondes soviétiques Vénéra 11 / 12 et13/ 14 envoyèrent des capsules sur le sol de Vénus. Vénéra 11 / 12 ne survécurent en transmettant des données que pendant 95 et 110 minutes respectivement, sous la pression intense et la chaleur de 482 degrés, mais ne purent envoyer les images télévisées prévues.

Des images en couleurs furent obtenues en 1982 grâce à Venera 13 et 14 :

Sur ces photos on peut voir les premières photos couleurs prises à la surface de Vénus, par la sonde Vénéra 13 en 1982. Ces clichés pris à l'objectif "grand angle" présentent une coloration jaune-orangé due au rayonnement solaire filtré par les gouttelettes d'acide sulfurique présentes dans les épais nuages. L'air à la surface de Vénus est relativement calme et dégagé, mais à 48 km d'altitude se trouve cette nappe nuageuse, d'une épaisseur de 24 km.

L'année suivante, Venera 15 et 16 se satellisèrent autour de Vénus pour observer sa surface par radar. En 1985, alors qu'elles faisaient route vers la comète de Halley, les sondes Vega 1 et 2 (contraction des mots russes Venera et Galley, transcription russe de Halley) larguèrent chacune un module d'atterrissage, qui libéra lui-même un ballon-sonde dans l'atmosphère de Vénus.