В 13:00 по московскому времени на стартовой «площадке № 1» Тюратама началась «генеральная репетиция» пилотируемого запуска. Космонавты присутствовали на вывозе ракеты «Восток» с кораблем «3КА» («Восток-3А») № 2. В 18:00 Юрий Гагарин и Герман Титов надели скафандры, затем их перевезли к ракете, и они поднялись на лифте. Только в кабину вместо них поместили манекен и собаку Удачу, которую Гагарин предложил переименовать в Звёздочку. «Удача нам самим пригодится», – сказал он во время обсуждения.
Запуск состоялся на следующий день: 25 марта в 8:54. «Пятый космический корабль-спутник» массой 4695 кг вышел на околоземную орбиту высотой 178,1 км в перигее и 247 км в апогее. Кроме дворняги Удачи-Звёздочки, на борту находились морские свинки, пресмыкающиеся, крысы, мухи, семена различных растений, бактерии и микроорганизмы, культуры клеток (элементы крови и раковые клетки человека). В катапультном кресле сидел манекен, одетый в настоящий оранжевый скафандр; его деревянные ноги были обуты в гермосапоги. Чтобы не напугать людей, которые могли обнаружить его после приземления раньше спасательной команды, за окошком белого гермошлема была прикреплена табличка с надписью: «Макет».
Сделав один виток по орбите, корабль совершил мягкую посадку на территории СССР, в 45 км от города Воткинска. В полете опять не отделился герморазъем кабель-мачты, из-за чего перелет расчетной точки посадки составил 660 км.
Итоги «генеральной репетиции» не добавили уверенности, что пилотируемый полет пройдет идеально. Генерал-лейтенант Каманин записал:
В дневнике Каманина ничего не сказано о сбое при отделении кабель-мачты, который приводил к перелету расчетной точки приземления. Дело в том, что Сергей Королёв заметил проблему, но не стал обсуждать ее вне стен ОКБ-1. Главный конструктор понимал, что решение займет как минимум месяц, ведь придется проверять все схемы соединения спускаемого аппарата с приборным отсеком, а затем надо будет организовывать еще один беспилотный запуск.
Но ведь со спускаемыми аппаратами предыдущих кораблей ничего серьезного не случилось, а собаки вернулись живыми и здоровыми. Значит, и космонавт вернется. Можно рискнуть!