Според официалните данни Гагарин е включен в групата на кандидатите за космонавти на 9 декември 1959 г. След множество консултации е обявен за годен за космически полети и започва специални тренировки в т.нар. Звездно градче. Отначало групата е от 20 млади летци, които са подлагани на множество сериозни тестове. Един от най-неприятните са въртяща се центрофуга, експеримент с лишаване от кислород, скачане с парашут при екстремни условия. Освен физически бъдещите космонавти покриват тестове за интелигентност и решават математически задачи.

Най-трудно е поставянето в изолатор – понякога за ден, понякога за цели десет, без почти никакъв контакт с външния свят. От 20 кандидат- космонавти са отделени шестима, а малко преди полета е решено първият космонавт да е Гагарин, а негов заместник - Герман Титов. Руснаците определено бързат. Програмата “Мъркюри” на НАСА вече е на път да изпрати американец в Космоса. Според някои изследователи освен по качествата и представянето на сложните тестове последните са избрани и по друг странен критерий – да не са много високи. Седалката на катапулта на “Восток” може да побере само пилот с по-дребно телосложение. Ниският ръст на Гагарин го прави идеален. Алексей Леонов например е изключително способен кандидат, но е твърде висок.

На Гагарин не му е позволено да споделя дори със съпругата си за подготовката. В “Нашият Гагарин” журналистът Ярослав Голованов цитира част от интервю със съпругата му Валя: "Юрий често пъти се прибираше много късно, а и му се налагаше да пътува по работа. Не разказваше много с какво се занимава, а ако аз проявях любопитство, той се измъкваше с шега. Знам, че не му беше разрешено да обсъжда тези неща дори със семейството си, но понякога ми се струваше, че работата му в Звездното градче го отдалечаваше от мен все повече и повече. Опитвах се да се преструвам, че не забелязвам, но от време на време ме обземаше странно безпокойство." 

На 12 април 1961 г. в 9 часа и 7 минути Гагарин излита от космодрума Байконур на космическия кораб “Восток 1” с ракета носител Р-7. Първите му думи в открития Космос са “Поехали!”. Корабът прави една обиколка около Земята с продължителност 108 минути и се насочва за приземяване в Саратовска област. Ярослав Голованов цитира самия Гагарин, разказващ за първите минути след приземяването с парашута: “Когато стъпих отново на твърда земя, забелязах една жена и малко момиченце до шарено теле. Гледаха с любопитство към мен. Все още бях в яркооранжевия костюм и те бяха малко уплашени. “Аз съм приятел, другари! Приятел!”, викнах им, като си смъкнах шлема. Усетих, че потръпвам от нерви. “Вие да не сте паднали от Космоса?”, попита жената. “В интерес на истината тъкмо оттам падам”, отвърнах аз. Според журналиста Гагарин се сблъсква с неочаквана трудност. Някои от селяните тръгват към него с вили, изплашени, че е възможно да е вражески шпионин. Всички те са завладени от историята за американеца Гари Пауърс, свален над руска територия само година по-рано. Все пак групата по официалното посрещане се появява ужасно бързо и Гагарин е отведен почти веднага. Минути след като се приземява, той вече е звезда, всички искат да го видят, да го докоснат, да го питат нещо. Още във военния хеликоптер е затрупан с въпроси и според свидетели той заявява, че съжалява, че единствено не е успял да съзре Луната през илюминатора. Но после добавя: “Нищо, следващия път!”

На официалната пресконференция е готов да отговаря на въпроси и думите са цитирани в медии от целия свят. В “Таймс” са отпечатани описанията му за Земята, гледана от Космоса: “Осветената част от Земята се виждаше ясно – с очертанията на континентите, островите, големите реки и големите водни басейни. За пръв път видях със собствените си очи, че Земята е кръгла. Трябва да кажа, че гледката на хоризонта беше уникална и много красива. Вижда се как цветът се променя от ярките тонове на Земята към мрака на Космоса и като тънка разделителна линия, като слой покритие около сферата на Земята. Цветът е наситено син, а преминаването е много постепенно и красиво. Когато излязох от земната сянка, по хоризонта имаше яркооранжева линия, която преминаваше в синьо, а после и в черно.”

Какви са конспирациите около смъртта му, четете в хартиеното издание на "168 часа".