Die Kosmonauten starteten vom Kosmodrom Baikonur ins All. Die Landung erfolgte an Bord von Sojus T-11 145 km südöstlich von Dsheskasgan.

Nach eintägigem Alleinflug koppelte Sojus T-10 am 09. Februar 1984 an Saljut 7 an. Die Kosmonauten bildeten die dritte Stammbesatzung der Raumstation. Die Besatzung betrat die dunkle Station mit brennenden Taschenlampen und konnte von einem Geruch nach verbranntem Metall in der Koppeleinheit berichten. Letztlich wurde die Station aber wieder voll einsatzbereit.

Es wurden vorwiegend medizinische Experimente durchgeführt, für die der Mediziner Oleg Atkow zuständig war.

Im Verlaufe des Experimentes Gjunesch wurden Gebiete in sechs verschiedenen Klimazonen aus sieben verschiedenen Höhen untersucht. Die Raumstation stellte eine dieser Ebenen dar. Biologische Experimente betrafen das Pflanzenwachstum und die Entwicklung von Mikroorganismen in der Schwerelosigkeit. Von besonderem medizinischen Interesse waren die Anpassung der Kosmonauten an die Schwerelosigkeit, die Veränderung subjektiver Empfindungen über einen langen Zeitraum, die Blutversorgung des Auges, Veränderungen der Herzlage im Brustkorb, die physische Leistungsfähigkeit und die Erprobung spezieller Trainingsmethoden. Des Weiteren wurden Untersuchungen des Kohlenhydrat- und des Salzaustausches unternommen, Druckmanschetten und Medikamente gegen die Raumfahrerkrankheit erprobt, die bioelektrische Aktivität des Herzens gemessen und das Volumen der Blutzirkulation festgestellt. Erstmals durchgeführt wurden auch bestimmte Yogaübungen zur Leistungssteigerung. Psychologische Tests und die Erprobung neuer medizinischer Geräte, wie eines verbesserten Elektrokardiographen, rundeten das medizinische Untersuchungsprogramm ab. An Bord der Station wurde auch mit der Produktion biochemischer Präparate begonnen. Mit Hilfe diverser Schmelzöfen wurden neuartige Halbleiter getestet und ideale Einkristalle gezüchtet (Korund). Des Weiteren erfolgten Belastungstests an verschiedenen Materialien im freien Raum, die später bei Konstruktionselementen der Station zum Einsatz kommen sollen.

Die Stammbesatzung erhielt Besuch der Raumschiffe Sojus T-11 (mit dem Inder Rakesh Sharma) am 03. April 1984 und Sojus T-12 (mit Swetlana Sawizkaja) am 17. Juli 1984. Dazu kamen fünf Nachschub-Flüge (Progress 19 - 23). Da die Sojus-Raumschiffe nur eine begrenzte Zeit im Weltraum bleiben konnten, die geplante Missionsdauer aber länger war, musste ein Raumschifftausch durchgeführt werden. Die Mannschaft von Kommandant Juri Malyschew brachte mit Sojus T-11 ein neues Raumschiff zur Station und kehrte am 11. April 1984 mit Sojus T-10 zur Erde zurück.

Leonid Kisim und Wladimir Solowjow führten am 23. April 1984 (4h 15m) die erste EVA während dieser Mission durch. Die beiden Kosmonauten befestigten zunächst eine Leiter und bereiteten die Reparaturstelle vor. Die am Antriebssystem befindliche Hauptleitung für Sauerstoff war im September 1983 gebrochen. Progress 20 hatte eine spezielle Leiter angeliefert, mit der die Gegend der beschädigten Leitung überhaupt erreicht werden konnte.

Die zweite Außenbordtätigkeit erfolgte am 26. April 1984 (4h 56m). Leonid Kisim und Wladimir Solowjow schnitten sich durch die thermische Isolierung der Raumstation, um die beschädigte Rohrleitung erst erreichen zu können. Sie installierten dann ein Ventil in die Reserve-Treibstoffleitung, ehe sie zurück in die Raumstation Saljut 7 gingen.

Während einer dritten EVA am 29. April 1984 (2h 45m) installierten die beiden Kosmonauten eine neue Treibstoffleitung, um die beschädigte Stelle zu umgehen.

Leonid Kisim und Wladimir Solowjow führten am 03. Mai 1984 (2h 45m) einen vierten Außenbordeinsatz durch. Die beiden Kosmonauten installierten eine zweite Umgehung der beschädigten Leitung. Danach begannen sie, die geöffnete Außenhülle von Saljut 7 mit Isolationsmaterial wieder zu verschließen. Ihre Arbeit konnten sie wegen fehlender Werkzeuge zum sicheren Verschluss der neuen Treibstoffleitung nicht beenden.

Das unbemannte Transportraumschiff Progress 21 erreichte Saljut 7 am 10 Mai 1984. Damit wurden zwei 9 Quadratmeter große Solarflächen zur Raumstation befördert. Diese wurden von Leonid Kisim und Anatoli Solowjow während einer fünften EVA am 18. Mai 1984 (3h 05m) installiert.

Die sechste und letzte EVA erfolgte am 08. August 1984 (5h 00m). Mit einer pneumatischen Handpresse, die von Sojus T-12 zur Raumstation transportiert worden war, gelang die sichere Abdichtung der Treibstoffumgehung. Leonid Kisim und Wladimir Solowjow bargen schließlich ein Stück Solarflügel, um es analysieren zu können.

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 etwa 3 bis 4 Minuten 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.

Ein neuer Dauerflug-Rekord stellten die Kosmonauten mit dieser Mission ebenfalls auf.