Der Start erfolgte vom Kosmodrom Baikonur. Die
				  Kapsel landete 300 km nördlich von Dsheskasgan / 30 km südwestlich
				  von Arkalyk. 
Die Mission stellte eine vollständige
				  
"Generalprobe" für die gemeinsame amerikanisch-sowjetische Mission
				  
Sojus 19 EPAS /
				  
ASTP dar. Alle relevanten Flugmanöver
				  wurden von den beiden Kosmonauten getestet. 
Nach einer ersten
				  Flugbahnkorrektur im fünften Erdumlauf erreichte
				  
Sojus 16 einen Orbit in 177 x 223 Kilometer Höhe.
				  Weitere Triebwerkszündungen führten über
				  Übergangsumlaufbahnen von 190 x 240 Kilometer und 221 x 224 Kilometer zum
				  für 
ASTP vorgesehenen kreisförmigen Orbit in 225
				  Kilometer Höhe. Danach nahmen die Kosmonauten die vorgesehenen Tests der
				  neuen Bordsysteme vor.
Dabei ging es insbesondere um die 
Erprobung
				  des androgynen Kopplungssystems und die Veränderung der
				  Kabinenatmosphäre. Die Apollo-Atmosphäre bestand aus reinem
				  Sauerstoff. An Bord der
				  
Sojus wurde eine Normalatmosphäre
				  (Stickstoff/Sauerstoff) verwendet. Um bei den geplanten Umstiegen die
				  Schleusenaufenthalte zur Blutanpassung nicht zu lange werden zu lassen, wurde
				  im
				  
Sojus-Raumschiff der Sauerstoffanteil erhöht und
				  der Kabinendruck von 760 mm auf 540 mm Quecksilbersäule vermindert.
				  Für das neuentwickelte Kopplungsaggregat wurden hydraulisch simulierte
				  Ankopplungen mit einem mitgeführten Gegenstück durchgeführt (32.
				  und 38. Erdumkreisung). Weiterhin wurden neue Rendezvousradar-Einrichtungen,
				  Rendezvouslichter, neue Solarzellenflächen und verbesserte
				  Lebenserhaltungssysteme getestet. 
Im weiteren Verlauf des Fluges wurde
				  der mitgeführte Dockingring abgesprengt und das
				  
Sojus-Raumschiff führte Manöver aus, wie sie
				  für das Experiment der künstlichen Sonnenfinsternis bei
				  
Sojus 19 EPAS /
				  
ASTP vorgesehen waren.
Die
				  Kosmonauten hatten ihre Plätze im Landemodul eingenommen, nachdem sie die
				  Luke zur Orbitalsektion geschlossen hatten. Dann richteten sie das Raumschiff
				  so aus, dass das Triebwerk des Geräteteils in Flugrichtung zeigte. Dieses
				  wurde kurz darauf für 188 Sekunden gezündet und leitete den Abstieg
				  zur Erdoberfläche ein. Im nächsten Schritt erfolgte das
				  planmäßige Abtrennen der Orbitalsektion und des Geräteteils,
				  die beide in der Erdatmosphäre verglühten. Das verbleibende
				  Landemodul wurde so ausgerichtet, dass der Eintrittswinkel für eine
				  möglichst genaue Landung in Kasachstan erreicht wurde. Nach dem Eintritt
				  in die Erdatmosphäre brach der Funkkontakt wegen der heißen
				  Plasmagase rund um die Kapsel ab. Dann löste sich der Deckel des
				  Fallschirmbehälters und der Bremsfallschirm wurde ausgestoßen.
				  Nachdem auch der Hitzeschutzschild abgetrennt worden war, schwebte die
				  
Sojus an ihrem Hauptfallschirm Richtung Erdboden.
				  Kleine Feststoff-Bremsraketen, die kurz vor dem Berühren des Bodens
				  ausgelöst worden waren, verminderten die Aufprallgeschwindigkeit. Sofort
				  nach der erfolgreichen Landung wurden die Fallschirmleinen gekappt, damit die
				  Kapsel nicht durch den Wind über den Boden gezogen werden konnte. Nach der
				  Landung gehört es zum Ritual, dass die Kosmonauten das Raumschiff mit
				  ihrer Unterschrift versehen.
Sojus 16 landete auf hartgefrorenem Boden 30 km
				  südwestlich von Arkalyk. Sowohl von sowjetischer Seite als auch von den
				  USA wurde die Mission als voller Erfolg im Hinblick auf das bevorstehende
				  gemeinsame Unternehmen bewertet.