Start vom Kosmodrom Baikonur; Landung 70 km nördlich von Karaganda.

Die Hauptaufgabe dieser Mission war die komplette Überprüfung aller Systeme während des Fluges, was sich nach der Tragödie von Sojus 1 als notwendig erwies. Gleichzeitig sollte aber auch wieder ein Kopplungsmanöver mit der am 25. Oktober 1968 gestarteten unbemannten Kapsel Sojus 2 stattfinden. Die Annäherung an die unbemannte Kapsel erfolgte zunächst automatisch. Bei etwa 180m - 200m Abstand schaltete Beregowoi wie vorgesehen auf Handsteuerung um. Er brach den Anflug dann aber ab, weil die Positionsleuchten von Sojus 2 auf eine falsche Ausrichtung der Raumschiffe hindeuteten. Seine Kapsel hatte zwei Dauerleuchten oben und zwei Blinklichter unten. Entweder waren diese falsch montiert oder eingestellt oder aber Beregowoi hatte sie verwechselt. Zu allem Unglück erfolgte die Annäherung auf der Nachtseite der Erde. Beregowoi wollte lieber warten, bis er auf der Tagseite war, nun aber waren die Kapseln soweit voneinander abgedriftet, dass nach insgesamt 3 Kopplungsversuchen das Vorhaben abgebrochen werden musste. Die Telemetriedaten zeigten an, dass während der 30-minütigen automatischen Annäherung nur 3 Liter von 30 Liter Treibstoff verbraucht worden waren, Beregowoi hatte bei seinen manuellen Versuchen anschließend 40 Liter in 2 Minuten verbraucht. Alles in allem wurde später der Kosmonaut für das diesbezügliche Scheitern verantwortlich gemacht.

Beregowoi blieb noch einige Tage im All und testete das Raumschiff eingehend. Unter anderem testete er das Lageregelungssystem, das sich an einem Stern orientierte. Hierzu schaltete Beregowoi das System kurzzeitig aus, drehte das Raumschiff zur Sonne und schaltete das System wieder an. Die Automatik versuchte, das Raumschiff wieder in die vorherige Lage zu bringen, versagte dabei jedoch, weil das System den Stern nicht mehr finden konnte. Auch Fernsehübertragungen gab es von Bord der Kapsel.

Die Landung erfolgte ohne Probleme nur 10 km vom geplanten Landepunkt entfernt.