Uzay Yarışının başlangıç döneminde, Sovyetler kozmonot adaylarını belirlemek için geniş bir tarama programı başlatmışlardı. 20 kozmonot ile Sovyet uzay programına seçilen Gagarin bütün testleri başarıyla atlattı. En sonunda gene yetenekli ve başarılı bir kozmonot olan German Titov ile Yuri Gagarin arasında bir tercih yapılacaktı, Yuri Gagarin seçildi. Bu seçimde soğuk Titov’un aksine Yuri’nin güler yüzlü ve cana yakın bir karakterinin olması ve sade bir çocukluk sürmesinin önemli olduğu söylenir.
12 Nisan 1961 tarihinde Gagarin uzaya çıkan ilk insan oldu. Uzaygemisinin adı Vostok 1 idi. Gagarin daha yörüngedeyken rütbesi TASS tarafından yükseltildi. Sovyet otoritelerine göre rütbe değişimin hemen yapılmasının sebebi Gagarin’in iniş sırasında ölebileceğini düşünmeleriydi. Ama bu gerçekleşmedi ve Gagarin dünyaya çok ünlü biri olarak döndü. Sovyetler Birliği Komünist Partisi’ni “bütün başarılarımızın düzenleyicisi” olarak övdü. Dönemin lideri Nikita Kruşçev de Gagarin’in ününden ve başarısından korkarak onu kendine politik bir rakip olarak düşünmeye başladı.
Uçuştan sonra Gagarin dünya çapında ün kazanmış biri ve Sovyet başarısının sembolü olarak dünyayı dolaşmaya başladı, popülaritesini de kontrol edebiliyordu. Fakat kısa bir süre sonra alkol bağımlısı oldu, 1961′de Kırım’da genç bir hemşireyle maceraya atıldı. 1962′de kendini toparlayarak kozmonot yetiştirme merkezinde çalışmaya başladı. Kurumun antrenör vekili olma sürecinde, Gagarin savaş uçağı pilotu olmayı yeniden hak kazanması gerekti. 27 Mart 1968`de MiG-15 model uçağıyla rutin bir deneme sürüşü sırasında eğitmeniyle birlikte hayatını kaybetti. Kazaya neyin sebep olduğu bilinemedi, 1986 yılında bir soruşturmada Su-11 model bir uçağın yol açtığı türbülansın kazaya yol açtığı söylendi. Aynı zamanda hava koşulları da kötüydü. Başka bir söylenti de Gagarin’in sarhoş olduğudur, oysa ki bu doğru değildir çünkü uçuştan önce iki testten geçmiştir ve yapılan araştırmalarda alkol veya uyuşturucu izine rastlanmamıştır. Yeni bir teori de pilot kabininin yanlışlıkla açıldığı ve bir anda güçlenen hava dolaşımı yüzünden uçağın kontrolünü Gagarin’in kaybettiğidir