Сведение в космосе двух кораблей-спутников без двигателей маневрирования – сложнейшая задача. Вся тяжесть выполнения этой ювелирной операции ложится на наземные службы. Именно они должны были точно рассчитать и осуществить запуск таким образом, чтобы корабли сошлись в космосе на расстояние прямой видимости. Сначала Королев собирался отправить на орбиту сразу три корабля, однако военные требовали как можно скорее испытать фоторазведчик «Зенит-2», унифицированный с «Востоком», и планы пришлось пересмотреть.
Запуск ракеты с фоторазведчиком должен был состояться 1 июня 1962 года. Через две секунды после старта двигатель одного из боковых блоков внезапно отключился, блок оторвался от ракеты и упал на старт. Взрыв сильно повредил комплекс. На ремонт ушло два месяца, и первым с полигона ушел в космос опять же «Зенит-2».
Запланированный групповой полет начался 11 августа 1962 года стартом корабля «Восток-3» с Андрияном Григорьевичем Николаевым. После выхода на орбиту космонавт отвязался от катапультируемого кресла, впервые опробовав «плавание» в невесомости. Мнение ряда медиков, утверждавших после полета Титова, что пилоты космических кораблей не смогут справиться с кинетозом, было опровергнуто. Николаев чувствовал себя прекрасно, легко перемещался по кабине, выполняя сложные манипуляции. 12 августа стартовал «Восток-4» с Павлом Романовичем Поповичем. Точность выведения оказалась столь велика, что после выхода на орбиту второго корабля космонавты сразу увидели друг друга – их разделяло всего 6 километров. Они тут же обменялись приветствиями.
В течение полета космонавты активно работали, ели, пили, спали, занимались физкультурой. Николаев пробыл на орбите четверо суток, Попович – трое. Их совместный полет, помимо установления новых рекордов, дал специалистам еще одно подтверждение: человек может жить и работать на орбите.
Следующий космический рейс в точности воспроизводил предыдущий, но с очень важной особенностью – на втором корабле должна была лететь женщина. Идея отправить на орбиту женщину появилась в августе 1961 года, а в декабре правительство разрешило набрать в отряд пять кандидаток. Медикам не терпелось увидеть, способен ли женский организм выдержать космический полет; а пропагандисты получали козырь в идеологических спорах с западным миром: полет советской гражданки в космос доказывал, что в СССР существует реальное, а не показное равенство. И только Сергей Королев был резко против участия женщин-пилотов в космической