Впрочем, судьба оказалась благосклонна к космонавтам. Двадцать восьмого июля успешно стартовал очередной фоторазведчик «Зенит-2», получивший обозначение «Космос-7», и уже 30 июля Госкомиссия приняла официальное решение запускать «Востоки» 9 и 10 августа.
На космодром в сопровождении Германа Титова отправились все пять космонавтов, проходивших подготовку по программе группового полёта. Там они примерили индивидуальные скафандры, подогнали парашюты. Затем каждый космонавт забирался в корабль и под присмотром специалистов проводил предстартовую подготовку.
Седьмого августа в конференц-зале Мон-тажно-испытательного корпуса полигона Тюра-Там (космодром Байконур) состоялось заседание Госкомиссии, на котором Сергей Королёв доложил о готовности кораблей, а Николай Каманин — о готовности космонавтов. Комиссия утвердила командиром «Востока-3» Андрияна Николаева, а «Востока-4» — Павла Поповича. Дублёрами назначили соответственно Валерия Быковского и Владимира Комарова.
Космический корабль «Восток-3» оторвался от земли 11 августа 1962 года, в 11:30 по московскому времени и вышел на орбиту, близкую к расчётной (в перигее 183, в апогее 251 км). Через пятнадцать минут Андриян Григорьевич Николаев (позывной «Сокол») докладывал, что чувствует себя хорошо и готов к выполнению программы полёта.
В начале четвёртого витка на связь с кораблём по радиотелефону вышел Никита Сергеевич Хрущёв. Николаев заверил главу государства, что «все системы корабля работают отлично». Четвёртый виток был для медиков «контрольным», ведь именно после него у Германа Титова начались проблемы с вестибулярным аппаратом, которые и спровоцировали укачивание. Когда Николаев подтвердил, что чувствует себя по-прежнему хорошо, а вестибулярная проба (повороты головы и движения глазами по специальной схеме) не привела к тошноте или головокружению, ему разрешили проделать совершенно новый для того времени эксперимент — отстегнуться от кресла и попробовать двигаться в состоянии «свободного плавания». Позднее космонавт писал: «Наступил момент, когда по программе надо было выйти из кресла. Я отвязал ремни и поплыл к потолку. Чуть оттолкнулся пальцем от стенки кабины и, как мяч, отлетел к другой стене. Прямо как в сказке… Я стал легче пушинки! В течение часа работал в отвязанном состоянии. Перевернулся под креслом, ткнул пальцем в потолок кабины и очутился опять в кресле».
Скептики были посрамлены: космонавт легко двигался внутри кабины, вращался вокруг своей оси, не теряя ориентации и не испытывая неприятных ощущений — помогли особые тренировки вестибулярного аппарата, разработанные специалистами Государственного института авиационной и космической медицины по итогам полёта Титова.