苏联人使用世界上最独特的钻头之一Uralmash-4E系列钻机完成第一阶段钻探。设计钻探5000米，实际达到了7263米。这成为该设备达到的最深纪录，也让科拉超深钻孔一举成为了当时欧洲最深的钻孔。
随着深度的不断增加，苏联使用了更为先进的钻机和钻头，最终达到10636米，1983年，该井达到了12000米，超越了世界上最深的马里亚纳海沟。
1989年，科拉超深钻孔首次达到了它的最大深度12262米，最后的262米是在1983-1993年间进行的，地球平均半径6371千米，而当今世界最深的钻孔也就12262米。也就是说，苏联花了大约24年，仅向地心钻进了大约0.2%，，为什么会这样呢?