Die Falcon Heavy kann schwere Satelliten in eine Erdumlaufbahn transportieren – im Gegensatz zur Falcon 9 auch direkt in eine geostationäre Bahn. Für eine niedrige Erdumlaufbahn (LEO) gibt SpaceX die maximale Nutzlast mit 63.800 kg an, für einen Geotransfer-Orbit (GTO) mit 26.700 kg.^[1] Wenn die beiden Seitenbooster und ggf. die zentrale Erststufe geborgen werden sollen, sinkt die maximale Nutzlast, weil nicht die volle Brenndauer der Stufe ausgenutzt werden kann.

Ein besonders lukrativer Markt ist der Start von US-amerikanischen Militär- und Geheimdienstsatelliten.^[2] Mit ihrem ersten Flug qualifizierte sich die Falcon Heavy für die Teilnahme an entsprechenden Ausschreibungen und mit dem dritten Flug im Juni 2019 für die Ausführung der seitdem gewonnenen Startaufträge.^[3]

Die Falcon Heavy kann Raumsonden zu anderen Himmelskörpern bringen. Für eine Mission zum Mars wird die maximale Nutzlast mit 16.800 kg angegeben, zum Pluto mit 3.500 kg.^[1] Im Rahmen des Artemis-Programms der NASA soll die Rakete auch das Versorgungsraumschiff Dragon XL auf den Weg zur Mond-Raumstation LOP-G bringen.^[4] Außerdem kommt sie für den Start der Raumstation selbst in Betracht.

Missionen zur Marsoberfläche waren unter der Bezeichnung Red Dragon mit unbemannten Dragon-2-Raumschiffen geplant; der erste Start hätte frühestens 2020 erfolgen sollen.^[5] Dies wurde jedoch zugunsten des in Entwicklung befindlichen Starship verworfen, das besser für diesen Zweck geeignet sei.^[6]

Im Juli 2021 gab die NASA bekannt, dass die Falcon Heavy für den für Oktober 2024 geplanten Start der Europa-Clipper-Mission zum Jupitermond Europa vorgesehen sei. Sie ersetzt damit die SLS-Rakete, deren Entwicklung zuletzt ins Stocken geraten war.^[7]

Bereits 2005, als die Falcon 9 noch im frühen Entwicklungsstadium war, strebte SpaceX den Bau einer stärkeren Variante mit zwei zusätzlichen Boostern an.^[16] 2009 stellte Elon Musk einen Erstflug der Falcon Heavy für 2012 in Aussicht.^[17] Zwei Jahre später wurde ein Start für 2013 angekündigt,^[18] der sich jedoch wegen Verzögerungen in der Entwicklung Jahr für Jahr weiter verschob.^[19] Als Grund nannte Elon Musk die Komplexität des Projekts, die man stark unterschätzt habe. Der Wechsel von einem auf drei cores sei „schockierend kompliziert“ gewesen.^[20] „Wir waren in der Hinsicht ziemlich naiv.“^[21]

Während die Falcon 9 zu immer stärkeren Versionen weiterentwickelt wurde, vergrößerte sich auch die geplante Nutzlastkapazität der Falcon Heavy. 2006 veröffentlichte SpaceX erstmals Leistungsdaten und gab maximal 25 Tonnen Nutzlast für den Transport in eine niedrige Erdumlaufbahn an^[22] – etwas mehr, als seit 2015 mit der Falcon 9 v1.2 möglich ist. 2011 hatte sich diese Zahl auf 53 Tonnen erhöht.^[23] Im April 2016 stieg sie auf 54,4 Tonnen^[24][25] und im April 2017 weiter auf 63,8 Tonnen.^[26][27] Entsprechend stieg auch die Kapazität für den Transport in eine geostationäre Transferbahn.

Im August 2017 war schließlich je ein Exemplar der Erststufe und beider Booster fertiggestellt, und die drei Komponenten wurden einzeln getestet.^[28] Der bei SpaceX übliche Triebwerkstest der fertigen Rakete fand am 24. Januar 2018 auf der Startrampe 39A statt.^[29] Am 6. Februar gelang von dort nach zwei Stunden witterungsbedingter Verzögerung der Erstflug. Als „Nutzlast“ wurde ein Tesla-Roadster-Elektroauto (Leergewicht etwa 1200 kg) aus dem Besitz von Elon Musk in eine Erde-Mars-Bahn um die Sonne gebracht.^[30][31] Die Entwicklungskosten für die Rakete bis zu diesem Zeitpunkt schätzte Elon Musk auf über 500 Mio. US-Dollar. Sie seien vollständig durch das Unternehmen finanziert worden, ohne staatliche Zuschüsse.^[32]