1961年年初，研究工作加速进行，宇宙飞船的重量增加至6.5吨。每一个参与研制工作的人都感到载人飞行已经近在眼前，指日可待。
1961年4月12日，准备工作就绪，尤里·加加林被选中担负这一使命。当时预备接替加加林的第二号宇航员格尔曼·季托夫在20年后写道：
那真是一个非同寻常的早晨，至今我还历历在目，恍如昨日。时针朝着关键的时刻稳稳地移动。有关国家部委的要员、飞船设计师、研究小组成员、以及宇航员本人等所有在场者的心情日趋紧张。终于，预备开始的命令响亮而又威严地下达了。尤里·加加林口齿清朗而又信心十足地向国家航空委员会主席报告：他随时准备出发。
指令下达：“点火！”——接着，我们听到自己同志的喊声：“我们走了！”
此时是莫斯科时间9时7分。人类历史上第一艘由人驾驶的宇宙飞船“东方号”腾空而起，遨游宇宙，第一名苏联宇航员就坐在里面。
飞船发射的消息即刻间传遍全球。在莫斯科的许多商店和工厂，工作完全停顿下来，人们驻足倾听关于加加林这一惊天动地之举的广播报道。宇宙飞船横空掠过拉丁美洲和非洲，然后安全返回苏联领土。这次冒险获得了夺目的成功。尤里·加加林通过电话向赫鲁晓夫汇报了他的飞行。数以千计的莫斯科市民、其中有许多是大学生，涌上了街头。红场、马涅日广场、高尔基大街，到处都挤满了欢乐兴奋的人群，他们喜形于色地互相庆贺这一成就。全世界对这次使命成功的反应就象当初听说发射第一颗地球卫星一样欢欣不已。
4月14日，莫斯科为尤里·加加林举行了凯旋式的欢迎。赫鲁晓夫和政府官员前往机场迎接这位宇航员，并陪同他一起乘坐敞篷汽车返回克里姆林宫。红场上举行了隆重的庆祝游行。但是在列宁墓观礼台上有些显要人物缺席，出席者中间没有设计、制造和发射第一颗卫星和宇宙飞船的任何参与者。直到许多年之后，我们才了解到太空火箭的首席设计师谢·巴·科罗廖夫所做的贡献，因为直到他逝世之后，他的事迹才公之于世。尽管西方专家知道大多数在苏联负责宇航计划者的尊姓大名，但在苏联国内，他们的身份一直都处在保密状态。
这年6月，在没有公布姓名的情况下，100多位科学家和设计师被授予苏联社会主义劳动英雄称号，以表彰他们对太空计划成功实施所做出的贡献，另外还颁发了7000枚其他勋章和奖章，由此我们足以推测出这一计划的重要意义。赫鲁晓夫本人也获得一枚列宁勋章并第三次荣膺社会主义劳动英雄称号，嘉奖令表彰他“对火箭工业、科学和技术方面所起的作用，对‘东方号’宇宙飞船成功飞行所做的贡献。这次飞行为征服宇宙开创了一个崭新的时期”。
尤里·加加林这次重大航行之后仅仅几个月，格尔曼·季托夫驾驶飞船又在太空遨游了25个小时，环绕地球航行了17圈。此后又发射了若干颗卫星。1962年8月进行了第一次结组航行，安·尼·尼古拉耶夫驾驶东方三号，波·罗·波波维奇操纵东方四号，他们一起在太空翱翔，先后持续了整整4天。同年11月，苏联发射了火星一号火箭。第二年4月，第五号宇航员瓦·叶·贝科夫斯基和第六号宇航员瓦连金娜·捷列什科娃在火箭轰鸣声中一起升空。后者成为第一位驾驶宇宙飞船航行的妇女。返回地面之后，他们在莫斯科也受到了盛大而隆重的欢迎。
相比之下，美国在这方面的成就大大落后于苏联。肯尼迪总统宣布了一个被称之为“阿波罗”的太空计划，其目的在于把人送上月球。但美国新闻界很快就承认，美国在太空竞赛中已被抛在后面。一则报道还不无讽刺地说，当美国宇航员最终在月球着陆时，欢迎他们的将会是一位矮小粗壮的汉子，那个人将向他们说明玉米在月球上是如何生长的。
在这几年及其之后的一年里，人们对于占据报纸显著位置的其他一些重大事件却无法感到轻松快慰。进入60年代之后，古巴和美国剑拔弩张，关系日趋紧张，而苏联同古巴之间的关系却稳步改善。最后，美国终于同古巴断绝了外交关系，并且极为秘密地准备对古巴进行军事入侵，参加者是以美国为后盾的古巴武装难民。形势越来越严峻，美国战斗机越来越频繁地定期在向古巴运送各种物资的苏联船只上低空掠过。