Няколко седмици преди легендарния полет на Юрий Гагарин, състоял се на 12 април 1961 г., в космоса изпращат облечен в скафандър манекен на име Иван Иванович и кучето Звьоздочка. Заредно с тях на кораба има магнитофон, който предава на Земята записи с кулинарни рецепти и хорови песни. Това е направено специално, за да обърква американците, които наблюдават полета и за да се опитват безуспешно да разшифроват "кодираната" информация.
Надписът СССР на шлема на Гагарин е нанесен буквално 20 минути преди излитането. В последния момент решават, че при кацането на земята космонавтът може да бъде взет за чуждестранен шпионин. Буквално година по-рано над територията на СССР свалят разузнавателен самолет, на борда на който се намира американецът Франсис Гари Пауърс, носещ подобен шлем.
При пускането на кораба Юрий Гагарин е задължен да каже щатната фраза "Екипаж, излитам!". Космонавтът обаче решава да наруши протокола и произнася станалата по-късно известна по цял свят фраза "Поехали!" ("Потегляме"). Това обикновено казва инструкторът му Марк Галай при излитането на самолети – той искрено не разбира защо трябва да се обръща към екипажа, ако същият се състои само от един човек.
Корабът на Гагарин "Восток 1" се управлява в автоматичен режим, тъй като никой не може да предскаже как ще се държи човекът в такива екстремни условия. За всеки случай дават на Юрий плик с кодове за активация на ръчното управление. За да го получи, трябва да реши проста аритметическа задача, което обаче би било сложно за човек в състояние на паника.
Преди излитането си Юрий Гагарин пише прощално писмо до жена си Валентина, което трябва да ѝ връчат, ако той загине. Съпругата на първия човек в космоса все пак получава писмото след седем години, когато Гагарин умира в авиокатастрофа на 27 март 1968 година.
По онова време нямат ясна представа как космическият кораб ще премине през плътните слоеве на атмосферата. Като вижда пламъците в илюминаторите, Гагарин решава, че корабът ще катастрофира, затова предава до Земята: "Горя, прощавайте, другари!". По разбираеми причини тези думи са пратени в забвение.
Юрий Гагарин излита със званието старши лейтенант, а се приземява на Земята като майор. Има версия, че лично Хрушчов се обръща към министъра на отбраната Родион Малиновски с препоръка космонавтът да бъде повишен. Хрушчов изискал да се подмине званието капитан и първият човек в космоса директно да бъде направен майор.
По време на полета на "Восток 1" за първи път в историята в космоса се оказва огнестрелно оръжие. Гагарин получава пистолет "Макаров". Предполага се, че космонавтът може да се приземи в пуста местност, където ще му се наложи да се защитава от диви животни. Именно така се случва с екипажа на "Восход 2", на които през 1965 г. им се налага да гонят вълци и мечки в заснежената тайга на Южен Урал.
Кацането на космонавта в капсула тогава е технически невъзможно, затова Гагарин се катапултира и се приземява с парашут. В херметически затворения му скафандър клапанът за подаване на въздуха не сработва веднага, така че той се задушава известно време. Първият човек космоса, след като извървява целия този тежък път, едва не загива на финалната права.
Два дни след завръщането на Земята на прием в Кремъл Никита Хрушчов отвежда Гагарин настрани и го пита дали не е видял Бог. На шега космонавтът отговаря: "Видях го". А съветският лидер отговаря: "Моля те, не казвай на никого". След известно време космонавтът е посетен от патриарх Алексий I със същия въпрос. На Гагарин обаче му е неудобно да се шегува с главата на Руската православна църква и отговаря: "Не, отче, за съжаление не го видях". "Моля те, Юра, не казвай на никого това", заръчва му Алексий.