Запуск «Бурана» осуществляется с помощью универсальной двухступенчатой РН «Энергия», к центральному блоку которой крепится пирозамками ОК. Двигатели 1-й и 2-й ступеней РН запускаются практически одновременно и развивают суммарную тягу 34 840 кН при стартовой массе РН с ОК «Буран» примерно 2400 т (из них примерно 90% составляет топливо). В первом испытательном запуске беспилотного варианта ОК, состоявшемся на космодроме Байконур 15 ноября 1988 года, РН «Энергия» вывела ОК за 476 секунд на высоту примерно 150 км (блоки 1-й ступени РН отделились на 146-й секунде на высоте 52 км). После отделения ОК от 2-й ступени РН был осуществлен двукратный запуск его двигателей, что обеспечило необходимый прирост скорости до достижения первой космической и выход на опорную круговую орбиту. Расчетная высота опорной орбиты «Бурана» - 250 км (при грузе 30 т и заправке топливом 8 т). В первом полете «Буран» был выведен на орбиту высотой 250,7/260,2 км (наклон орбиты 51,6°) с периодом обращения 89,5 минут. При заправке 14 т топлива возможен переход на орбиту высотой 450 км с грузом 27 т.
При отказе на этапе выведения одного из маршевых двигателей 1-й или 2-й ступеней РН ее ЭВМ «выбирает» в зависимости от набранной высоты либо варианты выведения ОК на низкую орбиту или на одновитковую траекторию полета с последующей посадкой на одном из запасных аэродромов, либо вариант выведения РН с ОК на траекторию возврата в район старта с последующим отделением ОК и посадкой его на основной аэродром. При нормальном запуске ОК 2-я ступень РН, конечная скорость которой меньше первой космической, продолжает полет по баллистической траектории до падения в Тихий океан.