Vostok 1, 12 Nisan 1961 sabahı Baykonur Uzay Üssü’nden fırlatıldı. Kapsül, tamamen otomatik kontrol edilecek şekilde tasarlanmıştı; çünkü yerçekimsiz ortamın insan üzerindeki etkileri henüz tam bilinmiyordu. Gagarin’in manuel kontrolü devralması, yalnızca acil durum kilidini açmasıyla mümkün olacaktı.
Fırlatma sırasında Gagarin’in nabzı 150’ye kadar çıksa da telsiz konuşmalarında son derece sakin kaldı. Ünlü “Poyekhali!” (Hadi gidelim!) sözü, bu anın simgesi oldu. Kapsül, Dünya çevresinde tek bir tam tur attı.
Yörünge yüksekliği planlanandan biraz daha fazla gerçekleşti (apogee 327 km). Uçuş sırasında Gagarin, pencereden Dünya’yı gözlemledi, notlar aldı ve yer kontrol merkeziyle düzenli iletişim kurdu. Ağırlıksızlığı deneyimleyen ilk insandı.
Atmosfere giriş en riskli aşamaydı; hizmet modülü ile iniş kapsülünün ayrılması sırasında yaşanan sarsıntılar büyük bir tehlike yarattı. Kapsül, beklendiği gibi dönerek atmosfere girdi ve ısı kalkanı görevini yaptı.
Gagarin, 7 km irtifada kapsülden fırlatma koltuğuyla ayrıldı ve paraşütle Volga Nehri yakınlarına indi. Bu detay, rekorun tescili için (FAI kuralları gereği pilotun aracıyla inmesi gerekiyordu) uzun süre gizli tutuldu.
Detaylı anlatım: Yuri Gagarin: Uzaya Giden İlk İnsanın Hikayesi