Старт «Осоавиахима-1» намечался на 30 сентября 1933 года. Перед ним на невиданную для того времени высоту, 19000 м, поднялся другой стратостат — «СССР-1». Однако неожиданно задул резкий ветер, и с отправлением «Осоавиахима-1» пришлось повременить.
Метеорологическая обстановка не улучшалась. Из-за плохой осенней погоды полет стратостата по решению Центрального совета Осоавиахима отсрочили до весны следующего года. Научную аппаратуру гондолы демонтировали и отправили в Ленинград; сложили и убрали в чехол оболочку стратостата. В конце октября на берега Невы приехал экипаж стратостата «СССР-1». В беседе с ленинградскими журналистами его командир Прокофьев сообщил, что он и его товарищи готовятся повторить рейд в стратосферу, не ожидая наступления теплых дней, — зимой.
Но Павел Федосеенко думал о том же. И вскоре в Центральный совет Осоавиахима поступил его рапорт с предложением начать подготовку к первому в истории воздухоплавания зимнему полету в стратосферу. Получив одобрение совета, отважные воздухоплаватели поспешили в Москву.
По прогнозу Главной геофизической обсерватории благоприятные условия для полета в стратосферу ожидались в период с 20 по 24 декабря, а также 20—21 января и в конце января 1934 года.
Экипаж получил инструкции по обращению с приборами. Федосеенко и Васенко освоились с приборами управления и закончили основные работы по подготовке к монтажу стратостата. Усыскин все сомневался, стоит ли ему лететь: выяснилось, что камера Вильсона для наблюдения за космическими лучами в зимних условиях непригодна и заменяется приборами Гесслера.
Несмотря на все старания, к концу декабря подготовить «Осоавиахим-1» к старту не удалось, и рейд перенесли на январь 1934 года.
Между тем полету «Осоавиахима-1» придавалось особое значение. Во-первых, это первый полет стратостата в зимних условиях; во-вторых, предполагалось, что экипаж достигнет рекордных показателей и тем самым за Советским Союзом окончательно будет закреплено завоевание стратосферы.
28 января экипаж участвовал в переброске стратостата в Кунцево, на место старта. Подготовка к полету в последние дни оказалась скомканной из-за сжатых сроков для проверки материальной части и приборов.
К тому же отважные воздухоплаватели решили посвятить свой полет проходившему в те дни XVII съезду партии и теперь давали интервью, выступали по радио. Целый день 29 января прошел в заседаниях; вечером накануне полета только в 0.12 экипаж ушел с очередного собрания.
Стратонавты сами подсчитали весовой полетный баланс и сделали расчет балласта; во втором часу ночи отправились спать.