Выведение на орбиту заставило понервничать специалистов, находившихся в бункере управления. Телеметрист, который по громкой связи оценивал поступление информации с корабля, вместо обычных «Пять, пять, пять…» неожиданно произнес: «Три, три, три…», что означало неполадки с ракетой-носителем. Так продолжалось несколько секунд, после чего возобновился нормальный отсчет. К счастью, то были не проблемы в работе ракеты, а всего лишь мелкий сбой в системе связи.
В 9:18:27 произошло отделение третьей ступени от корабля. «Восток», разогнавшись до первой космической скорости, вышел на орбиту высотой в перигее 181 км и в апогее 327 км (против 180 × 235 км по полетному заданию).
Высота апогея орбиты обозначила новую серьезную проблему: она оказалась выше расчетной на 92 км. Причиной был сбой в системе радиоуправления – разделение третьей ступени с кораблем произошло на полсекунды позже. Как следствие, почти на секунду задержалась предварительная команда на выключение двигателей центрального блока ракеты. Вся циклограмма запуска сдвинулась во времени, и в итоге корабль набрал скорость, превышавшую запланированную на 25,43 м/с. Именно это и привело к столь значительному увеличению апогея. Но ведь расчетная высота выбиралась с тем прицелом, что если тормозная двигательная установка внезапно откажет, «Восток» в силу естественного торможения в высших слоях атмосферы сам сойдет с орбиты в течение пяти-семи суток. Под этот срок готовились и запасы системы жизнеобеспечения. Сход с реальной орбиты занял бы свыше двадцати суток – к тому времени космонавт был бы мертв.
В ходе полета Юрий Гагарин поддерживал связь с научно-измерительными пунктами полигона Тюратам, в Колпашево Томской области и в Елизове Камчатской области. В своем докладе перед членами Госкомиссии 13 апреля он рассказывал:
Выйдя из зоны связи камчатского пункта, «Восток» вскоре прошел над Гавайскими островами, пересек Тихий океан, обогнул с юга мыс Горн и приблизился к Африке. Космонавт чувствовал себя хорошо, о чем постоянно докладывал измерительным пунктам. Попробовал «космическую» еду (щавелевое пюре с мясом, мясной паштет, шоколадный соус) и консервированную воду, подтвердив предположение ученых, что с питанием на орбите не должно возникнуть серьезных проблем. За космонавтом можно было наблюдать с помощью видиконной камеры системы «Селигер», установленной в кабине. Она передавала всего 100 строк при 10 кадрах в секунду, изображение получалось размытым, однако его вполне хватало, чтобы оценить состояние пилота «Востока».
Гагарин рассказывал: