На 18-м витке полета во время очередного сеанса связи дублер Комарова Юрий Гагарин передал ему необходимую информацию. Однако на такой вариант посадки космонавты не тренировались. Было ясно, что возвращение на Землю зависит от самообладания самого Комарова. И он не только все понял, но точно выполнил все намеченные действия и вручную сориентировал корабль нужным образом. На исходе 6 часов утра 24 апреля двигатель тормозной двигательной установки, проработав 146 секунд, перевел корабль на траекторию снижения. СА засекли в 6 ч 22 мин. Он шел на посадку в 65 км восточнее города Орска на Южном Урале.
«Однако при открытии основного купола парашюта на семикилометровой высоте, по предварительным данным, в результате скручивания строп парашюта космический корабль снижался с большой скоростью…» — так гласило сообщение ТАСС от 24 апреля 1967 г. На самом деле основной парашют системы мягкой посадки не вышел из контейнера, и его упаковка не дала возможности раскрыться запасному. Это было последнее звено цепи неприятностей, которые преследовали Владимира Комарова во время его второго рейса в космос. Парашютно-десантная группа, сброшенная с самолета у места падения спускаемого аппарата, обнаружила его разбитым и горящим.
Пожар ликвидировали. Из обломков аппарата извлекли обгоревшие останки Комарова. Место падения спускаемого аппарата (недалеко от поселка Карабулак Оренбургской области) обозначили подобием могильного холмика.
После этого случая многие системы спускаемого аппарата подверглась доработкам и новым испытаниям в стендовых условиях. К осени 1967 г. их результаты сочли обнадеживающими, что дало возможность продолжить летно-конструкторские испытания корабля. И подарок к юбилейной дате страны все же состоялся. 27 октября с 31-й площадки космодрома «Байконур» стартовал «7К-ОК» № 6, а с «Гагаринского старта» (площадка № 1) через трое суток на околоземную орбиту ушел «7К-ОК» № 5. Корабли были без экипажей, и в сообщении ТАСС именовались «Космос-186» и «Космос-188». 30 октября 1967 г. произошло действительно эпохальное событие — первая в истории автоматическая стыковка беспилотных космических аппаратов.
Через сутки СА корабля «7К-ОК» № 6 закончил свой полет мягкой посадкой в заданном районе. Еще через двое суток «7К-ОК» № 5 получил команду на запуск программ цикла спуска. Что-то сработало не так, и спускаемый аппарат пошел к земле по нерасчетной траектории, обещавшей посадку за пределами территории Советского Союза. Система АПО беспристрастно выполнила свои обязанности, ликвидировав его.
15 апреля 1968 г. состоялась еще одна автоматическая стыковка двух непилотируемых кораблей типа «Союз». Роль активного выполнял «7К-ОК» № 8 (он же «Космос-212»), пассивным был «7К-ОК» № 7 («Космос-213»). Этот полет подтвердил надежность систем автоматической стыковки. 28 августа 1968 г. состоялся зачетный беспилотный полет «7К-ОК» № 9 («Космос-238»). Положительные итоги наземных и летных испытаний этих аппаратов позволили принять решение о возобновлении пилотируемых полетов на кораблях «Союз».
26-30 октября 1968 г. состоялся полет «Союза-3», который пилотировал Георгий Береговой. После гибели Комарова этот полет имел принципиальное значение, и для его выполнения выбрали именно Берегового, отличавшегося волевым характером, закаленным еще в годы войны. В ходе полета было осуществлено автоматическое сближение с беспилотным «Союзом-2» до расстояния 200 метров. Однако причаливание при дальнейшем ручном управлении кораблем не состоялось — Береговой с этим заданием не справился. Однако вторую звезду Героя Советского Союза он получил вполне заслуженно.
14-18 января 1969 г. состоялся эксперимент, отложенный в трагические дни апреля 1967 года. Экипажи кораблей «Союз-4» (командир В.А. Шаталов) и «Союз-5» (командир экипажа Б.В. Волынов, члены экипажа А.С. Елисеев и Е.В. Хрунов) полностью выполнили намеченную программу: автоматическое сближение, причаливание при ручном управлении и стыковку, выход в открытый космос и переход Елисеева и Хрунова в «Союз-4». В спускаемом аппарате этого корабля они и вернулись на Землю. При посадке «Союза-5» («7К-ОК» № 13) произошла опасная ситуация: не раскрылись замки между спускаемым аппаратом и приборно-агрегатным отсеком корабля. Движение к Земле началось вперед незащищенной стороной СА. Но под действием нагрева в плотных слоях атмосферы и избыточного давления СА освободился от агрегатного отсека и развернулся в нормальное положение — теплозащитным экраном вперед. Спуск произошел по баллистической траектории, но завершился благополучно.
А 11–18 октября 1969 г. состоялся групповой полет сразу трех пилотируемых кораблей: «Союз-6» (Г.С. Шонин, В.Н. Кубасов), «Союз-7» (А.В. Филипченко, В.Н. Волков, В.В. Горбатко), «Союз-8» (В.А.Шаталов, А.С.Елисеев). В полете предусматривалась стыковка кораблей «Союз-7» и «Союз-8», но произошел отказ системы «Игла» на «Союзе-8», и она не состоялась.