Woßchod startete vom Kosmodrom Baikonur. Die Landung erfolgte 312 km nordwestlich von Kustani.

Die Auswahl der Besatzung war komplex, denn nun kamen nicht mehr nur ausgebildete Piloten als Kosmonauten in Frage, sondern auch andere Berufsgruppen. Außerdem spielte nicht nur die Ausbildung eine Rolle, sondern auch Lobbyismus. Im März 1964 wurde entschieden, dass Woßchod mit je einem Kosmonauten als Kommandant, einem Arzt und einem Ingenieur besetzt werden sollte.
Als Kosmonaut, der das Raumschiff steuern sollte, kamen diejenigen Kosmonauten der ersten Auswahlgruppe in Frage, die sich bisher bei der Ausbildung ausgezeichnet hatten, aber noch keinen Raumflug absolviert hatten, nämlich Boris Wolynow, Jewgeni Chrunow, Pawel Beljajew, Alexej Leonow und Wladimir Komarow. Ein weiterer Kandidat war Georgi Beregowoi, der auf politischen Druck später zur Kosmonauten-Gruppe gestoßen war.
Vier Ärzte kamen für einen weiteren Platz an Bord von Woßchod in Frage: Boris Jegorow, Boris Poljakow, Wassili Lasarew und Alexei Sorokin.
Den dritten Platz an Bord sollte ein Wissenschaftler oder Ingenieur einnehmen. Zuerst war Georgi Katys der einzige Kandidat, doch später präsentierte Sergei Koroljow, der Leiter des Konstruktionsbüros, noch weitere potenzielle Kosmonauten, darunter Konstantin Feoktistow, Wladislaw Wolkow, Georgi Gretschko, Waleri Kubassow, Oleg Makarow und Nikolai Rukawischnikow. Sergei Koroljow setzte schließlich seinen Wunschkandidaten Konstantin Feoktistow durch, der eine führende Rolle bei der Entwicklung des Wostok-Raumschiffs innehatte.

Erstmals flogen drei Kosmonauten in einem stark modifizierten Wostok-Raumschiff. Es wurden allerdings beim Bau des Raumschiffes viele, nicht ungefährliche, Kompromisse eingegangen. So trugen die Raumfahrer aus Platzersparnisgründen keine Raumanzüge, es gab keine Schleudersitze und auch keinen Fluchtturm. Die Bordinstrumente wurden in ihrer Anordnung nicht verändert, sodass die Kosmonauten sich arg strecken mussten, um die Anzeigen zu lesen. Alles in allem war es eine Mission ohne jedweden Komfort. Die Kapsel war mit Stoßdämpfern statt eines Schleudersitzes wie in der Wostok ausgestattet, um den Kosmonauten eine sanftere Landung zu gewährleisten. Zusätzlich wurden anstelle eines Fallschirmes jetzt zwei Hauptfallschirme verwendet. Diese waren mit Feststoff-Bremsraketen an den Fallschirm-Seilen ausgestattet. Aktiviert wurden die Bremsraketen durch einen Ausleger, der kurz vor dem Aufschlag des Raumschiffs den Boden berührte. Aus Sicherheitsgründen war neben dem Bremstriebwerk am Heck der Woßchod ein weiteres, als Ersatz gedachtes, Bremstriebwerk am Bug angebracht. Um eine Lagekontrolle auch während der Nachtphasen zu ermöglichen, war das Raumschiff mit einem Ionen-Orientierungssystem ausgestattet, das den einfachen Sonnensensor in den Wostok-Kapseln ersetzte.

Während der zweiten Umkreisung sandte die Besatzung eine Grußbotschaft zu den Olympischen Spielen in Tokio, später wurden Fernsehbilder aus der Kommandokapsel übertragen. Aus Moskau sprach der Staats- und Parteichef Nikita Chruschtschow mit der Mannschaft.

Vor und während des Fluges gab es ebenfalls viele selbstgemachte Probleme. Hinzu kam, dass während des Fluges Staats- und Parteichef Chruschtschow durch Leonid Breschnew abgelöst wurde. Das war allerdings nicht der Grund, weshalb die Missionsdauer so kurz war, übrigens ebenso wenig, wie die Mär, dass der weltraumunerfahrene Konstantin Feoktistow sehr schwer unter den Symptomen der Weltraumkrankheit litt. Das Ziel war einfach, den US-Amerikanern mal wieder einen Schritt voraus zu sein; die Kürze der Mission war dadurch bedingt, dass es in der Kapsel derart beengt war, dass eine längere Mission einfach nicht möglich war. Der eigentliche Grund für die Kürze des Fluges war wohl die höhere Masse der Woßchod im Vergleich zur Wostok, die eine Mitnahme von weiteren Ressourcen wie Triebstoff, Sauerstoff und Lebensmittel unmöglich machte.

Wie beschrieben, landeten die Kosmonauten in der Kapsel. Diese wurde kurz vor der Landung mit speziellen Raketen abgebremst. Die drei Kosmonauten stiegen selbstständig aus der gelandeten Kapsel und warteten auf die Bergungsmannschaften. Während der Landung gab es keine Funkverbindung zum Raumschiff. Die Erleichterung im Kontrollzentrum war groß, als ein Bergungsflugzeug die drei Kosmonauten stehend und winkend neben ihrem Raumschiff sichtete.