В 1957 году Всесоюзный научно-исследовательский институт игрушки разработал несколько моделей неваляшек для выпуска на Тамбовском пороховом заводе — одном из крупнейших пороховых предприятий в России, которое производило не только военную, но и гражданскую продукцию. Делать игрушку должны были из целлулоида — побочного продукта производства пороха. Однако из-за легкой воспламеняемости позже его заменили на более качественную пленку ПВХ — бесцветную пластмассу. Согласно одной из версий, Тамбовский пороховой завод был секретным объектом, и потому выпуск игрушек подкреплял его легенду.

В 1958 году началось массовое производство неваляшек: в 1958 году выпустили 120 тысяч экземпляров, а в 1960-м — уже 1,2 миллиона. Продавались ваньки-встаньки не только в СССР. Их закупали Австрия, Германия, Куба, Словакия, Венгрия, Монголия и многие другие страны.

Расцвет производства пришелся на 1970-е годы. В это время в цехе Тамбовского порохового завода, который выпускал неваляшек, работало более 1500 женщин. А в кризисные 1990-е, когда военных заказов не стало, именно игрушки помогли заводу выжить.