डबल अंतरिक्ष यान "वोसखोद -2" ने पृथ्वी की कक्षा में प्रवेश किया, जिसके पास एक नया प्रयोग करने का कार्य था - मनुष्य का खुले स्थान से बाहर निकलना। सोवियत चंद्र कार्यक्रम में यह मिशन एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर था। पूरे देश ने स्पेसवॉक का अनुसरण किया।
यह 18 मार्च, 1965 को हुआ था। एलेक्सी लियोनोव लगभग 2 मिनट के लिए वोसखोद -12 पर सवार थे, जिसे पावेल बिल्लाएव ने नियंत्रित किया था।
हैच से बाहर निकलने के बाद, लियोनोव एक मामूली धक्का के साथ जहाज से अलग हो गया और आसानी से रस्सी-हैलार्ड की लंबाई के लिए जहाज से जुड़ गया। उस समय, Belyaev ने एक संदेश प्रसारित किया: “मनुष्य बाहरी अंतरिक्ष में प्रवेश कर गया है! आदमी बाहरी अंतरिक्ष में चला गया! यह फ्री-फ्लोटिंग है!"
जहाज की बाहरी सतह पर दो ट्रांसमिटिंग कैमरे लगाए गए थे। जहाज पर लौटने से पहले, कॉस्मोनॉट ने मूवी कैमरा को ब्रैकेट से हटा दिया, अपनी बांह के चारों ओर एक हाइलर्ड लपेटा, और एयरलॉक में प्रवेश किया। एयरलॉक में वापसी इस तथ्य से जटिल थी कि, स्पेससूट के बाहर और अंदर बड़े दबाव अंतर के कारण, स्पेससूट के खोल को मोड़ने के लिए बहुत प्रयास की आवश्यकता थी, जो कि, इसके अलावा, कुछ हद तक सूज गया था। लियोनोव द्वारा सूट के अंदर ऑक्सीजन के दबाव को कम करने के बाद ही वह एयरलॉक में प्रवेश कर पाए।
स्पेसवॉक के लिए, NPO Zvezda ने बर्कुट नामक एक विशेष स्पेससूट बनाया। और स्पेसवॉक प्रशिक्षण स्वयं Tu-104 विमान में किया गया था, जहाँ वोसखोद -2 अंतरिक्ष यान का एक आदमकद मॉडल स्थापित किया गया था।
उड़ान में कुल सात दुर्घटनाएँ हुईं। कॉस्मोनॉट लियोनोव के अनुसार, तीन या चार स्थितियों में नश्वर खतरा था। उनमें से सबसे गंभीर तब हुआ जब जहाज के उतरने के दौरान नियंत्रण प्रणाली विफल हो गई: संपूर्ण स्वचालित कार्यक्रम बंद कर दिया गया था, और पृथ्वी के साथ कोई संचार नहीं था। इसलिए, चालक दल को जहाज को मैन्युअल रूप से उतारना पड़ा, और इसके परिणामस्वरूप, वंश वाहन बर्फ से ढके टैगा में एक ऑफ-डिज़ाइन बिंदु पर उतरा। बचाव अभियान की बदौलत तीसरे दिन अंतरिक्ष यात्रियों की निकासी हुई।
सोवियत कॉस्मोनॉट लियोनोव के स्पेसवॉक के कुछ समय बाद, अमेरिकी उसी प्रयोग को दोहराने में कामयाब रहे।
3 जून, 1965 को, अमेरिकी अंतरिक्ष यात्री जेम्स मैकडिवेट और एडवर्ड व्हाइट, जिन्होंने जेमिनी -4 अंतरिक्ष यान पर लॉन्च किया, ने हैच खोला और व्हाइट अंतरिक्ष में चले गए।