12 апреля 1961 года в 9 часов 06 минут 59.7 секунд с космодрома Байконур стартовал космический корабль «Восток» массой 4725 кг с лётчиком-космонавтом Ю. А. Гагариным. Космический корабль был выведен на орбиту ракетой-носителем «Восток» со стартовой массой 287 тонн.
В первые 25-40 секунд после команды «Пуск!» царило всеобщее напряжение. Волновался в эти минуты и Ю. А. Гагарин. Частота его сердцебиения возросла до 140-158 ударов в минуту, лишь к концу активного участка частота сердечных сокращений снизилась до 109. Однако космонавт вёл непрерывную радиосвязь с Землёй, передавал показания приборов, фиксировал изменение перегрузок. С помощью телевизионных камер передавалось изображение космонавта, осуществлялся дистанционный контроль медиками.
Состояние невесомости наступило в 9 часов 21 минуту по московскому времени. На короткий миг у Ю. А. Гагарина появляется ощущение полёта в перевернутом положении. На всём протяжении полёта температура в кабине автоматически поддерживалась в пределах 19-21 ℃, давление — 750-770 мм рт. ст., относительная влажность — 62 — 71 %.
В 9 часов 51 минуту по московскому времени, после выхода космического корабля из тени Земли включилась автоматическая система ориентации. В соответствии с программой полёта космонавт поддерживал телефонную и телеграфную радиосвязь, вёл наблюдения в иллюминаторы, контролировал работу систем корабля, питался «космической пищей». Свои наблюдения он записывал на магнитофон.
Корабль «Восток» со времени своего старта пересёк Тихий океан, обогнул мыс Горн и подлетал к Африке, когда в 10 часов 25 минут по московскому времени от автоматического программного устройства включилась тормозная двигательная установка. В 10 часов 35 минут при входе в плотные слои атмосферы с кораблём внезапно пропадает связь.
На высоте 7 км от поверхности Земли произошло автоматическое катапультирование кресла с Ю. А. Гагариным из спускаемого аппарата. После отделения кресла от космонавта, парашютная система обеспечила его приземление в окрестности деревни Смеловка Саратовской области. Чуть раньше там же совершил посадку спускаемый аппарат.
Приземление Ю. А. Гагарина произошло в 10 часов 55 минут по московскому времени, полная продолжительность полёта составила 108 минут. Этот полёт имел чрезвычайное значение для дальнейшего развития космонавтики и поражал своей новизной — все в нем делалось впервые.
