Советская программа Восток стала первой в мире пилотируемой. В ходе ее реализации было совершено шесть пилотируемых полетов в период 1961-1963 годов. Космический корабль Восток был разработан в рамках работ и испытаний серии беспилотных кораблей Спутник, а ракета-носитель Восток была модифицированной межконтинентальной ракетой. На смену программе Восток пришла программа Восход, которую в конце 60-х годов сменила программа Союз, корабли которой до сих пор являются единственными пилотируемыми аппаратами России.

Подготовка к запуску человека в космос началась в январе 1959 года. В качестве первых космонавтов было решено выбирать пилотов военной авиации, так как у них имелся необходимый опыт противостояния сильным перегрузкам и катапультирования. Также в апреле того же года поступили американцы. Дополнительные ограничения на параметры первых космонавтов наложил Сергей Королев: это должны были быть мужчины в возрасте 25-30 лет, ростом не выше 175 сантиметров, массой до 72 килограмм. Серьезные ограничения, окончательно оформленные в апреле 1959 года, ослаблялись очень медленно, и сейчас практически нет физических ограничений для космонавтов. В сентябре начался отбор кандидатов. Собеседование прошло чуть больше 200 пилотов, а к октябрю завершилось их физическое обследование. К концу года было отобрано 20 кандидатов, пять из них, правда, не укладывались в возрастные ограничения, так что они были сняты. При этом, хотя все кандидаты были пилотами, к ним предъявлялись менее жесткие требования по летному опыту. Это объясняется высокой автоматизированностью советских космических аппаратов.

11 января 1960 года был утвержден план создания Центра подготовки космонавтов со штатом в 250 человек. Начальником центра был назначен Николай Каманин. К марту все отобранные космонавты прибыли в Центр, и 7 марта он был официально открыт, а кандидаты зачислены в первый отряд космонавтов. Сразу же началась физическая подготовка космонавтов и их обучение – лекции по механике космического полета, ракетной технике, астрономии, навигации и т.п. К середине июня все 20 человек полностью перебрались в Центр. 29 июня 1960 года Центр подготовки был перенесен в Звездный городок. Также в Летно-исследовательском институте имен Громова был построен макет космического корабля. Однако из-за слабой пропускной способности, было решено из 20 кандидатов отобрать шесть человек, которые должны были пройти ускоренные курсы подготовки. Состав этой группы был утвержден 30 мая 1960 года. Что интересно, это были самые низкие члены отряда. В июле двое членов шестерки были заменены по медицинским причинам. Один из кандидатов получил травму при тренировке на центрифуге  при перегрузке 8 g. Еще один получил травму головы, ныряя в озеро неподалеку от Центра подготовки. В результате в отряд попал второй космонавт мира Герман Титов. К концу июля определился окончательный состав: Гагарин, Нелюбов, Николаев, Попович, Буковский и Титов. К январю 1961 года все участники закончили тренировки по спуску на парашюте, выживанию после посадки и трехдневные испытания в макете аппарата. 17 января кандидаты сдали последний экзамен. На основе всех результатов была определена очередность космонавтов: Гагарин, Титов, Нелюбов, Николаев, Буковский, Попович. Гагарин, таким образом, уже был фаворитом на роль первого человека в космосе.

Первый полет человека в космос на Востоке-1 был предварен несколькими полетами автоматических аппаратов. В апреле 1960 года в ОКБ-1 был завершен проект первого аппарата серии, Восток-1К. Также готовились проекты Восток-2К (позднее эти аппараты стали первыми спутниками-разведчиками Зенит) и Восток-3К, который и был использован во всех трех пилотируемых полетах. Для поддержания связи с аппаратами готовилась вступить в строй флотилия из семи кораблей.

Первый аппарат серии Восток даже не планировалось возвращать на Землю. Космический аппарат Восток-1КП (Корабль-спутник 1, Спутник 4) был успешно запущен на орбиту 15 мая 1960 года. На 64-м витке произошел сбой бортовой системы, из-за которого двигательная установка подняла его орбиту. Через несколько лет, тем не менее, аппарат сгорел в плотных слоях. Следующие шесть запусков пришлись на аппараты серии Восток-1К, спускаемые и снабженные системой жизнеобеспечения. 28 июля 1960 года в космос должны были отправиться две собаки, но корабль взорвался вскоре после запуска. Белка и Стрелка успешно отправились в космос 19 августа. Они стали первыми живыми существами, вернувшимися из космического путешествия (проведя там 26 часов), а их аппарат Корабль-Спутик 2 (Спутник 5) – вторым успешно вернувшимся с орбиты аппаратом. Дискаверер 13 обогнал его примерно на неделю. После успеха полета Белки и Стрелки полет человека в космос был запланирован на декабрь. Однако взрыв новой межконтинентальной ракеты 24 октября, унесший жизни более ста человек, хотя и не связанный с программой Восток, сильно затормозил работу. Следующий полет собак состоялся 1 декабря 1960 года. После сток на орбите аппарат должен был провести маневр на спуск, но двигатель проработал меньше времени, чем ожидалось. Аппарат должен был упасть не на территории СССР и потому был уничтожен. Также неудачей кончился запуск 22 декабря, когда третья ступень ракеты-носителя дала сбой и аппарат экстренно отделился от нее, приземлившись в 3500 километрах от космодрома. Через несколько дней, зимой, аппарат был найден, а собаки Комета и Шутка спасены.

Следующие два запуска, предшествовавшие полету Юрия Гагарина, были автоматическими и использовали тот же космический корабль. Было лишь три различия – в кресле пилота был установлен манекен, на корабле была собака и установлена система экстренного самоуничтожения. Первый аппарат был запущен 9 марта 1961 года. После одного витка (подготовка к полету Гагарина) манекен успешно спустился на парашюте, и также успешно приземлился аппарат с собакой. Следующий запуск состоялся 25 марта. Полет также завершился удачно, проложив путь к полету человека в космос.