Первый выход человека в открытый космос осуществил 18 марта 1965 года советский космонавт Леонов Алексей Архипович во время полета на космическом корабле Восход-2. Летчик-космонавт находился вне корабля в условиях космического пространства 23 минуты 41 секунду. Управление шлюзованием осуществлял командир корабля Павел Беляев. Космонавта с кораблем связывал фал длиной 5,35 метра. Выход в космос советские космонавты провели на 2,5 месяца раньше США.

Для выхода человека в открытое безвоздушное пространство на многоместном космическом корабле «Восход» была дополнительно установлена шлюзовая камера с кодовым названием «Волга», которая имела цилиндрическую конструкцию и состояла из 36 надувных секций, разделенных на три изолированных друг от друга группы. Камера сохраняла свою форму даже в случае выхода из строя двух из них.

Шлюзовая камера сообщалась с кабиной люком с герметизирующей крышкой, которая открывалась внутрь гермокабины как автоматически с помощью специального механизма с электроприводом, так и вручную. Управление приводом осуществлялось с пульта.

Для выхода космонавта в космическое пространство служил люк в верхней части камеры, снабженный герметизирующей крышкой, которая также могла открываться и автоматически и вручную. В шлюзовой камере были размещены две кинокамеры для съемки процесса входа космонавта в камеру и выхода из нее, система освещения, агрегаты системы шлюзовой камеры.

Снаружи был установлен киноаппарат для съемки находящегося в космическом пространстве космонавта, баллоны с запасом воздуха для наддува шлюзовой камеры и баллоны с аварийным запасом кислорода.

Шлюзовая камера располагалась вне жесткого корпуса космического корабля. При выходе на орбиту в свернутом виде она помещалась под обтекателем корабля. В космосе камера надувалась. А после выхода космонавта в космическое пространство перед спуском на 3емлю основную ее часть отстреливали, и корабль входил в плотные слои атмосферы почти в обычном виде - имея лишь небольшой нарост в области входного люка.

Если бы «отстрел» камеры по каким-нибудь причинам не состоялся, то экипажу пришлось бы вручную обрезать мешающую спуску на Землю шлюзовую камеру. Для этого им нужно было облачиться в скафандры и, разгерметизировав корабль, высунуться в люк.

Для выхода из корабля в космическое пространство был разработан специальный скафандр «Беркут» с многослойной герметичной оболочкой, с помощью которой внутри скафандра поддерживалось избыточное давление, обеспечивающее жизнедеятельность космонавта.

Снаружи скафандр имел специальное покрытие белого цвета для предохранения космонавта от теплового воздействия солнечных лучей и от возможных механических повреждений герметичной части скафандра. Скафандрами были снабжены оба члена экипажа, чтобы командир корабля мог при необходимости оказать помощь космонавту, вышедшему в космическое пространство.

При подготовке к полету Беляев и Леонов отрабатывали все действия и возможные аварийные ситуации при выходе в открытый космос во время наземных тренировок, а также в условиях кратковременной невесомости на борту летящего по параболической траектории самолета.

В 10 часов по московскому времени 18 марта 1965 года космический корабль «Восход-2» с  двумя космонавтами успешно стартовал с космодрома Байконур. Во время полета командиром корабля был Павел Беляев, вторым пилотом - Алексей Леонов. Сразу же после подъема на орбиту, уже в конце первого витка, экипаж стал готовиться к выходу Леонова в открытый космос. Беляев помог Леонову надеть индивидуальную систему жизнеобеспечения с запасом кислорода.

Управление шлюзованием осуществлял командир корабля Беляев с пульта, установленного в кабине. При необходимости управление основными операциями шлюзования могло осуществляться Леоновым с пульта, установленного в шлюзовой камере.

Беляев наполнил шлюзовую камеру воздухом, и открыл люк, соединяющий кабину корабля со шлюзовой камерой. Леонов переместился в шлюзовую камеру, командир корабля, закрыв люк в камеру, начал ее разгерметизацию.

В 11 часов 28 минут 13 секунд в начале второго витка была произведена полная разгерметизация шлюзовой камеры корабля. В 11 часов 32 минуты 54 секунды открылся люк шлюзовой камеры, а в 11 часов 34 минуты 51 секунду Леонов вышел из шлюзовой камеры в космическое пространство. Космонавта с кораблем связывал фал длиной 5,35 метра, в составе которого был стальной трос и электрические провода для передачи на борт корабля данных медицинских наблюдений и технических измерений, а также осуществления телефонной связи с командиром корабля.

В открытом космосе Леонов стал проводить предусмотренные программой наблюдения и эксперименты. Он совершил пять отходов и подходов от шлюзовой камеры, причем самый первый отход был сделан на минимальное расстояние - один метр - для ориентации в новых условиях, а остальные на полную длину фала.

Все это время в скафандре поддерживалась комфортная температура, а его наружная поверхность разогревалась на солнце до +60°С и охлаждалась в тени до -100°С. Павел Беляев с помощью телекамеры и телеметрии следил за работой Леонова и был готов, если это потребуется, оказать необходимую ему помощь.

После выполнения ряда экспериментов Алексею Леонову поступила команда возвращаться, но сделать это оказалось непросто. Из-за разности давлений в космосе скафандр сильно раздулся, потерял свою гибкость, и Леонов не мог втиснуться в люк шлюза. Он сделал несколько безрезультатных попыток. Запас кислорода в скафандре был рассчитан всего на 20 минут, которые заканчивались. Тогда космонавт сбросил давление в скафандре до аварийного.

Если бы к этому времени у него не произошло вымывание азота из крови, то он бы закипел и Леонов погиб. Скафандр уменьшился, и вопреки инструкции, предписывающей заходить в шлюз ногами, он протиснулся в него головой вперед. Закрыв внешний люк, Леонов стал разворачиваться, так как входить в корабль все равно нужно было ногами из-за того, что крышка, открывающаяся внутрь, съедала 30% объема кабины.

Разворачиваться было сложно, так как внутренний диаметр шлюза - один метр, а ширина скафандра в плечах - 68 сантиметров. С большим трудом Леонову удалось это сделать, и он смог войти в корабль ногами, как положено.

Алексей Леонов в 11 часов 47 минут вошел в шлюзовую камеру корабля. А в 11 часов 51 минуту 54 секунды, после того как был закрыт люк, начался наддув шлюзовой камеры. Таким образом, космонавт находился вне корабля в условиях космического пространства 23 минуты 41 секунду.

По положениям Международного кодекса чистое время пребывания человека в открытом космосе исчисляется с момента появления его из шлюзовой камеры до входа обратно в камеру. Поэтому время нахождения Алексея Леонова в открытом космическом пространстве вне космического корабля считается равным 12 минут 09 секунд.

С помощью бортовой телевизионной системы процесс выхода Алексея Леонова в космическое пространство, его работа вне корабля и возвращение в корабль передавались на Землю и наблюдались сетью наземных пунктов. После возвращения в кабину Леонова космонавты продолжили выполнять эксперименты, запланированные программой полета.

В полете было еще несколько нештатных ситуаций, которые, к счастью, не привели к трагедии. Одна из таких ситуаций возникла при возвращении: не сработала система автоматической ориентации на Солнце, и поэтому не включилась вовремя тормозная двигательная установка. Космонавты должны были осуществить посадку в автоматическом режиме на семнадцатом витке, но из-за отказа автоматики, вызванного отстреливанием шлюзовой камеры, пришлось уйти на следующий, восемнадцатый виток и садиться с использованием ручной системы управления.

Это была первая посадка в ручном режиме, и при ее осуществлении обнаружилось, что с рабочего кресла космонавта невозможно заглянуть в иллюминатор и оценить положение корабля по отношению к Земле. Начинать же торможение можно было только сидя в кресле в пристегнутом состоянии. Из-за этой нештатной ситуации была потеряна необходимая при спуске точность. В результате приземлились космонавты 19 марта далеко от расчетной точки посадки, в глухой тайге, в 180 километрах северо-западнее Перми.

Нашли их не сразу, посадке вертолетов помешали высокие деревья. Поэтому ночь космонавтам пришлось провести около костра, используя для утепления парашюты и скафандры. На следующий день в мелколесье, в нескольких километрах от места приземления экипажа, спустился десант спасателей для расчистки площадки для небольшого вертолета.

Группа спасателей на лыжах добралась до космонавтов. Спасатели построили бревенчатую избушку-шалаш, где оборудовали спальные места для ночлега. Площадка для приема вертолета была подготовлена 21 марта, и в тот же день на борту Ми-4 космонавты прибыли в Пермь, откуда и сделали официальный доклад о завершении полета.

Международная авиационная федерация ФАИ 20 октября 1965 года утвердила мировой рекорд продолжительности пребывания человека в космическом пространстве вне космического корабля 12 минут 09 секунд, и абсолютный рекорд максимальной высоты полета над поверхностью Земли космического корабля «Восход-2» - 497,7 километра.

ФАИ присудила Алексею Леонову высшую награду - Золотую медаль «Космос» за первый в истории человечества выход в открытое космическое пространство, лётчику-космонавту СССР Павлу Беляеву были вручены диплом и медаль ФАИ.

Первый выход в открытый космос советские космонавты провели на 2,5 месяца раньше американцев. Первым американцем побывавшем в космосе был Эдвард Уайт, выполнивший выход в открытый космос 3 июня 1965 года, во время его полёта на корабле «Джемини-4». Продолжительность пребывания в открытом космосе составила 22 минуты.

За прошедшие годы круг задач космонавтов за бортом корабля значительно увеличился. Постоянно проводимая модернизация и техническая доработка космических скафандров, сильно увеличили продолжительность пребывания человека в космическом вакууме за один выход.

Выход в открытый космос в наши дни, обязательная часть программы всех экспедиций на МКС. Во время выходов в космос проводятся научные исследования, ремонтные работы, установка нового оборудования на внешнюю поверхность станции, запуск малых спутников и многое другое.

За успешное осуществление космического полета на корабле «Восход-2» и успешный выход человека в открытый космос, проявив при этом мужество и личный героизм, космонавтам СССР: Беляеву Павлу Ивановичу и Леонову Алексею Архиповичу, 23 марта 1965 года присвоено высокое звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».

События тех лет стали основой для художественного фильма «Время первых», который вышел в широкий российский прокат 6 апреля 2017 года. Режиссером проекта выступил Дмитрий Киселёв, а продюсером стал Тимур Бекмамбетов. Главные роли сыграли Евгений Миронов и Константин Хабенский, а космонавт Алексей Леонов выступил консультантом фильма.

Государственная корпорация «Роскосмос» 18 марта 2020 года рассекретила исторические документы, рассказывающие о реализации программы первого в мире выхода человека в открытое космическое пространство. Документы хранят подписи и пометки главного конструктора ОКБ-1 Сергея Королёва, председателя Государственной комиссии Георгия Тюлина, представителей руководства страны и других выдающихся деятелей советской науки и промышленности. В числе материалов стенограмма послеполетных докладов командира корабля «Восход-2» Павла Беляева и летчика-космонавта Алексея Леонова, а также многочисленные аудио- и фотоматериалы.