12 квітня 1961 року о 9:07 за московським часом з космодрому Байконур відбувся старт корабля "Восток" . Корабель вийшов на нерозраховану високу орбіту (з апогеєм 327 км замість розрахованого 230 км). У випадку відмови гальмівної установки сходження з неї могло тривати близько 10 діб, на що система життєзабезпечення корабля не була розрахована.
Виконавши один оберт навколо Землі о 10:25:34 на 108 хвилині, плановий політ завершився — увімкнулась гальмівна система. Через несправність клапана в паливній магістралі гальмівна установка відключилася на одну секунду раніше запланованого. Крім того, із запізненням на 10 хвилин від запланованого відбулося розділення спускного апарата і приладового відсіку. Через збій у системі гальмування спускний апарат з Гагаріним приземлився не в запланованому місці за 110 км від Сталінграду, а в Саратовській області, недалеко від Енгельса (село Сміловка). О 10:48 радар у місцевому військовому аеропорту виявив невідому ціль, це був спускний апарат, а трохи пізніше за 7 км до землі, відповідно до плану польоту, Гагарін катапультувався і цілей на радарі з'явилося дві.
Першими землянами, які зустріли космонавта після польоту, стали дружина лісника Ганна Акимівна Тахтарова і її шестирічна онучка Ріта. Незабаром до місця подій прибули військові з найближчої військової частини. Одна частина військових узяла спускний апарат під охорону, а інша повезла Гагаріна в розташування. Звідти Гагарін по телефону відрапортував командирові дивізії ППО: «Прошу передати головкому ВПС: завдання виконав, приземлився у визначеному районі, відчуваю себе добре, ударів і поломок немає. Гагарін».