У його екіпажі було дві людини – командир Павло Бєляєв та другий пілот Олексій Леонов. Трохи більше, ніж за півтори години льотчик-космонавт Олексій Леонов став першою людиною, яка вийшла у відкритий космос.
У 1960 році був зарахований до першого загону радянських космонавтів. 18—19 березня 1965 року разом із Павлом Бєляєвим здійснив політ у космос як другий пілот на космічному кораблі «Схід-2».
Олексій Леонов – другий пілот. 12 хвилин у відкритому космосі. Сталося непередбачене: під час перебування за бортом скафандр роздувся і, коли настав час повертатися на корабель, костюм заважав залізти в шлюз. Зміни зі скафандром були цілком зрозумілі.
18 березня 1965 року Олексій Леонов здійснив політ у космос спільно з Павлом Бєляєвим як другий пілот на космічному кораблі «Схід-2». У ході цього польоту Леонов здійснив перший в історії космонавтики вихід у відкритий космос тривалістю 12 хвилин 9 секунд.