18 марта 1965 года впервые в мире был осуществлен выход человека в открытое космическое пространство. Его совершил летчик-космонавт СССР Алексей Леонов во время полета на космическом корабле «Восход-2» 18–19 марта 1965 года. Командиром корабля был Павел Беляев, Алексей Леонов — вторым пилотом.
Сразу после выхода на орбиту, уже на первом витке, была надута шлюзовая камера и начата подготовка к выходу в космическое пространство.
Для выхода в космическое пространство был разработан скафандр «Беркут» с многослойной герметичной оболочкой. Скафандрами были снабжены оба члена экипажа, чтобы командир корабля мог при необходимости оказать помощь космонавту, вышедшему в космос.
В 11 часов 34 минуты 51 секунду Алексей Леонов вышел из шлюзовой камеры в космическое пространство. Космонавта с кораблем связывал фал длиной 5,35 метра.
После выполнения ряда экспериментов Алексею Архиповичу была дана команда возвращаться, но сделать это оказалось непросто. Из-за разности давлений в космосе скафандр сильно раздулся, потерял свою гибкость, и Леонов не мог втиснуться в люк шлюза. Он сделал несколько безрезультатных попыток. Запас кислорода в скафандре был рассчитан всего на 20 минут, которые заканчивались. Тогда космонавт сбросил давление в скафандре.
Скафандр уменьшился, и вопреки инструкции, предписывающей заходить в шлюз ногами, он протиснулся в него головой вперед. Разворачиваться было сложно, так как внутренний диаметр шлюза — один метр, а ширина скафандра в плечах — 68 сантиметров. С большим трудом Леонову удалось это сделать, и он смог войти в корабль ногами вперед, как положено.
Алексей Архипович находился вне корабля в условиях космического пространства 23 минуты 41 секунду. По положениям Международного спортивного кодекса чистое время пребывания человека в открытом космосе исчисляется с момента появления его из шлюзовой камеры (от обреза выходного люка корабля) до входа обратно в камеру. Поэтому время нахождения Алексея Леонова в открытом космическом пространстве вне космического корабля считается равным 12 минут 9 секунд.
С помощью бортовой телевизионной системы процесс выхода Алексея Леонова в космическое пространство, его работа вне корабля и возвращение в корабль передавались на Землю и наблюдались сетью наземных пунктов.
После возвращения в кабину Алексея Леонова космонавты продолжили выполнять эксперименты, запланированные программой полёта.
В полёте было ещё несколько нештатных ситуаций, которые, к счастью, не привели к трагедии. Одна из таких ситуаций возникла при возвращении: не сработала система автоматической ориентации, и поэтому не включилась вовремя тормозная двигательная установка.
Космонавты должны были осуществить посадку в автоматическом режиме на семнадцатом витке, но из-за отказа автоматики, вызванного «отстреливанием» шлюзовой камеры, пришлось уйти на следующий, восемнадцатый виток и садиться с использованием ручной системы управления. Это была первая посадка в ручном режиме, и при её осуществлении обнаружилось, что с рабочего кресла космонавта невозможно заглянуть в иллюминатор и оценить положение корабля по отношению к Земле. Начинать же торможение можно было только сидя в кресле в пристегнутом состоянии. Из-за этой нештатной ситуации была потеряна необходимая при спуске точность. В результате приземлились космонавты 19 марта далеко от расчетной точки посадки, в глухой тайге, в 180 километрах северо-западнее Перми.
Нашли их не сразу, посадке вертолётов помешали высокие деревья. Поэтому ночь космонавтам пришлось провести около костра, используя для утепления парашюты и скафандры. На следующий день в мелколесье, в нескольких километрах от места приземления экипажа, спустился десант спасателей для расчистки площадки для небольшого вертолета. Группа спасателей на лыжах добралась до космонавтов. Спасатели построили бревенчатую избушку-шалаш, где оборудовали спальные места для ночлега. 21 марта площадка для приёма вертолёта была подготовлена, и в тот же день на борту Ми-4 космонавты прибыли в Пермь, откуда и сделали официальный доклад о завершении полёта.
