Видя, с какой неохотой руководство отраслью продолжает финансирование не оправдавшего его престижных надежд проекта Н1-Л3, для развития «лунной темы» ОКБ-1 по предложению В.П.Мишина разрабатывает улучшенный вариант лунного ракетно-космического комплекса Н1-ЛЗМ, для чего предполагалось форсировать носитель H1 и создать новый корабль для экспедиции на Луну по двухпусковой схеме. По расчетам проектантов получалось, что при финансировании, не выходящем за рамки обычного финансирования стандартной программы Н1-Л3, к 1978-1980 гг. в СССР появлялась возможность постепенного развития необходимой инфраструктуры для создания лунной базы и проведения лунных экспедиций средней продолжительности (до 3 месяцев).

Одной из самых больших трудностей проекта Н1-Л3 признавалась недостаточная надежность стыковки ЛОКа со взлетевшим с лунной поверхности кораблем ЛК из-за малых возможностей радиоэлектронных систем кораблей, слабого знания условий навигации вблизи Луны и невозможности оказания космонавтам всесторонней поддержки с Земли, как это делается при стыковке кораблей на орбите ИСЗ. Требовались новые решения.

Так как грузоподъемность даже форсированного варианта H1 не позволяла в кратчайший срок реализовать прямую экспедицию на Луну, было решено разработать модифицированный вариант, при котором тормозной блок и лунный корабль запускаются на околоземную орбиту при отдельных пусках H1, а затем индивидуально, с помощью собственных РБ, выводятся на траекторию полета к Луне. При раздельном старте с околоземной орбиты отпадает необходимость создания одного мощного РБ. Стыковка производятся после их выхода на окололунную орбиту. При этом стыковка ЛК и тормозного блока происходит в первый период экспедиции. Т.е. еще до посадки на лунную поверхность. В случае невозможности стыковки лунный корабль с помощью собственной ДУ без особого риска стартует с окололунной орбиты по направлению к Земле. При успешном осуществлении стыковки тормозной блок используется для схода корабля с окололунной орбиты и гашения большей части скорости. Мягкая посадка производится с помощью ДУ и посадочных опор корабля. В дальнейшем схема полета напоминала схему экспедиции, предлагаемой ЦКБМ по проекту УР700-ЛК700.

В программе Н1-Л3М предусматривалось широкое использование задела, разработанного в рамках программы Н1-Л3. Просматривались различные варианты лунного корабля. Так, при одном из них космонавты при старте с Земли находились в СА, укрепленном в верхней части корабля. При выполнении операций в полете и перед прилунением они переходили через надувной рукав-лаз в бытовой отсек корабля, смонтированный под СА. В другом варианте над ДУ корабля был установлен коконообразный обитаемый блок (ОБ), внутри верхней части которого крепился СА. Большая часть служебной аппаратуры корабля находилась в герметизированном цилиндрическом приборном отсеке внутри ОБ. Во время разнообразных операций в полете и на лунной поверхности космонавты выходили из СА и работали во внутренних объемах ОБ, обеспечивающих не только свободный доступ к приборам управления, но и хороший обзор, облегчающий выбор места посадки. При возвращении к Земле перед входом в атмосферу производилось разделение ОБ и выход из него СА.

К 1972 г. выяснилась крайняя незаинтересованность высшего руководства страны в исследовании Луны человеком. После успешного выполнения американской программы «Аполлон» лунная программа потеряла свою престижность. Кроме того, в связи с задержкой и постепенным замораживанием проекта Н1-ЛЗ программа освоения Луны была переориентирована на беспилотные исследования с постепенным уменьшением количества полетов автоматических станций к Луне и последующим сворачиванием к 1976 г. и этой программы.