(podle Přehledů kosmonautiky 1957 - 1969 se svolením RNDr. P. Lály CSc; a podle knihySmrt číhá mezi hvězdami od P.Toufara)Hlavní cíl letu byl výstup člověka do kosmického prostoru na 10 minut.Oba kosmonauti byli na rozdíl odpředchozíposádky po celý let ve skafandrech umožňující pobyt ve vakuu, protoženebylo jisté zda nebude nutno celou kabinu v případě nutnosti dehermetizovat.Ke druhému poklopu lodi byla připevněna nafukovací přechodová komora, zajišťujícívýstup bez narušení hermetičnosti kabiny.Start v 8.00 SEČ. Výstup byl zahájen už na druhém oběhu kolem Zeměv 9.30 SEČ. S pomocíBěljajevasiLeonov nasadil vak sesystémem zabezpečení životních podmínek. Po vyrovnání tlaku mezi kabinoua přechodovou komorou se do ní kosmonaut nasoukal a ještě jednou prověřilfunkci své výstroje. Kosmonaut ve skafandru dýchal čistý kyslík o tlaku40 kPa, v kabině byla normální atmosféra (kyslík a dusík o celkovém tlaku112 kPa). Poté velitel letu zavřel průlez z kabiny, vypustil vzduch z komorya otevřel její poklop.Leonovpak vystoupil do volného vesmíru upoután 5 metrů dlouhým lanem. V nemotornémnatlakovaném skafandru plul volně prostorem, zkoušel různé pohyby a snažilse usměrnit svou plavbu taháním za jisticí lano. Při návratu do těsné přechodovékomory došlo k nečekaným potížím aLeonovmusel upustit kyslík ze svého skafandru aby se do ní vešel. PotéBěljajevza ním pomocí dálkového ovládání uzavřel vnější poklop a napustil komoruvzduchem.Leonov se nacházelmimo kabinu 12 minut, a i s pobytem v přechodové komoře trval výstup celkem24 minut.Po splnění hlavního úkolu mělo na 17. oběhu dojít k automatickému zahájení sestupu. Automatika se však zablokovala, a proto muselBěljajev ručně zorientovat loď a zapálit brzdicí motor. Už po jeho zapálení bylo jasné, že přistání se neuskuteční v plánované oblasti. Během sestupu museli kosmonauti snést přetížení až 8 G. Kabina dopadla 19.3. v 10.02 SEČ do zasněžené tajgy asi 180 km severozápadně od města Perm. K večeru objevil kosmonauty jeden z pátracích letounů. V hustém lese však nebylo možné přistát, proto jim shodili alespoň teplé oblečení. S pomocí nouzového vybavení přečkali noc a druhý den k nim na lyžích dorazil tým záchranářů a lékařů. Oba kosmonauti opustili místo přistání až následujícího dne. Bylo však nutno pokácet ještě řadu stromů aby mohl nákladní vrtulník vyprostit kabinuVoschodu.