Start in Baikonur; Landung im Ural-Gebirge (180 km nordöstlich von Perm, westlich von Beresniki).

Erster Ausstieg eines Menschen (Leonow) in den freien Weltraum (24m). Sein Weltraumspaziergang wurde über das Fernsehen übertragen. Allerdings tauchten dann unerwartete Probleme beim Wiedereinstieg in die Kapsel auf; sein Raumanzug hatte sich aufgrund des fehlenden Gegendrucks zu sehr aufgebläht und die Bewegungsmöglichkeiten des Kosmonauten erheblich eingeschränkt. Erst, nachdem etwas Luft abgelassen wurde, konnte Leonow wieder in die Kapsel zurückkehren.

Noch größere Probleme tauchten allerdings bei der Landung auf. Das automatische Landesystem konnte von der Bodenstation aus nicht programmiert werden, so dass Beljajew gezwungen war, die Landung manuell zu steuern. Dies gelang dann zwar, doch die Kapsel landete weit entfernt (1000 km) vom eigentlichen Landeplatz in einem tief verschneiten Nadelwald, in dem sich auch Wölfe aufhielten. Rettungskräfte brauchten Stunden, um die Kapsel zu finden, waren aber auch nur in der Lage, Kleidung und Verpflegung abzuwerfen, weil eine Landung nicht möglich war. Ein anderer Hubschrauber landete später am Abend in etwa 5 km Entfernung, die Bergungsmannschaft konnte aber nicht bis zu den Kosmonauten vordringen. Erst am nächsten Tag wurden von einem weiteren Hubschrauber Leute herabgelassen, die eine Landefläche herrichteten, so dass die Kosmonauten zwar erneut auf Umwegen, endlich über Perm in Baikonur ankamen. Alles in allem hatte die Bergung doppelt so lange als der Raumflug gedauert.

Diese Mission bedeutete zunächst eine Art Schwanengesang für die sowjetische Raumfahrt und deren Leiter Koroljow.