Sojus 26 startete vom Kosmodrom Baikonur. Die Landung von Sojus 26 erfolgte 118 km nördlich von Arkayk. Die Besatzung landete mit Sojus 27 166 km nordöstlich von Arkalyk.

Nach eintägigem Alleinflug koppelte Sojus 26 am 11. Dezember 1977 an die Raumstation Saljut 6 an. Der Aufenthalt dort betrug 95 Tage.

Eine SEVA durch Juri Romanenko und Georgi Gretschko wurde am 19. Dezember 1977 (1h 28m) unternommen. Dabei wurde die Kopplungseinheit der Raumstation inspiziert und festgestellt, dass diese in Ordnung ist und auch durch den vergeblichen Kopplungsversuch von Sojus 25 keinen Schaden genommen hatte. Wenn das nicht der Fall gewesen wäre, hätten keine Besuchs- oder Versorgungsraumschiffe ankoppeln können und die Station wäre nicht für die geplanten Langzeitaufenthalte nutzbar gewesen. Es war auch der erste Einsatz des neuen Raumanzugs Orlan.

Am 29. Dezember 1977 wurden die Haupttriebwerke des Sojus-Raumschiffs gezündet, um die Bahn der Raumstation anzuheben. Die Kosmonauten konnten dabei nicht die eigenen Triebwerke der Raumstation einsetzen, weil das wegen der Sojus am hinteren Kopplungsstutzen nicht möglich war.

Besuch bekam die Stammbesatzung von Sojus 27 ab 10. Januar 1978 (mit dieser Kapsel landete die Stammbesatzung dann auch) und von Sojus 28 ab 02. März 1978. Mit den Gastmannschaften wurden gemeinsame Experimente durchgeführt.

Sojus 27 koppelte an den vorderen Stutzen von Saljut 6 an. Juri Romanenko und Georgi Gretschko hatten sich hierzu vorsichtshalber in das Sojus-26-Raumschiff am hinteren Kopplungsstutzen zurückgezogen, für den Fall, dass Sojus 27 mit der Raumstation kollidieren sollte. Mit Sojus 27 war nun erstmals ein Komplex in der Erdumlaufbahn, dass aus drei unabhängig voneinander gestarteten Modulen bestand. Die Gesamtmasse betrug etwa 33 Tonnen. Eine der Aufgaben der vier Kosmonauten war es, die Stabilität des Komplexes zu untersuchen und die Resonanzfrequenzen zu messen.
Mit der Abkopplung hinterließen sie der Stammbesatzung ein frisches Raumschiff für die Rückkehr. Zuvor waren die an die Körper angepassten Schalensitze zwischen den Sojus-Raumschiffen ausgetauscht worden.

Sojus 28 koppelte am 02. März 1978 an den hinteren Kopplungsstutzen der Raumstation an, der einen Monat zuvor noch vom Progress-Frachter belegt worden war. Die vier Kosmonauten arbeiteten eine Woche zusammen, bis sich Alexej Gubarew und Vladimir Remek am 10. März 1978 in ihr Raumschiff begaben und abkoppelten. Dieses Mal war das Raumschiff nicht ausgetauscht worden, denn die Rückkehr der Hauptmannschaft stand unmittelbar bevor.

Es war dies die erste Stammbesatzung, die Besuche von anderen Raumfahrern erhielt, die zudem mit anderen Raumschiffen gestartet waren. Es gab bei dieser Mission auch den ersten Einsatz eines Transportraumschiffes (Progress 1) am 20. Januar 1978, das Nahrung, Wasser, Luft und Treibstoff lieferte. Einerseits konnten dadurch Versorgungsgüter zur Raumstation gebracht werden, andererseits konnte damit auch das Sojus-Raumschiff ausgetauscht werden, das nur eine begrenzte Zeit im Weltraum einsatzfähig war. Auf diese Weise waren Aufenthalte möglich, die die Einsatzdauer der Raumschiffe überstiegen.

Juri Romanenko hatte sich im All eine Zahnentzündung zugezogen, die an Bord nicht hätte behandelt werden können, sodass die Rückkehr sicher nicht länger hätte hinausgezogen werden können. Trotzdem wurde ein neuer Daueraufenthaltsrekord aufgestellt.

In ihren Raumanzügen hatten die Kosmonauten 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.