Герман Степанович Титов входил в состав первого отряда космонавтов с 1960 по 1970 год. В апреле 1961 года, накануне первого полета человека в космос, именно он был назначен дублером у Юрия Алексеевича Гагарина.
Космическая экспедиция Германа Титова, как и полет Юрия Гагарина, стала частью славной истории отечественной космонавтики. Продолжительность полета составила 25 часов 18 минут. Космический корабль совершил 17 оборотов вокруг Земли, пролетев более 700 тысяч километров.

Во время полёта изображение Титова передавалось на Землю по радиотелеметрическим каналам. Врачи постоянно следили за состоянием его здоровья, проводили анализ физиологических данных. Контролировавший миссию с Земли Генеральный конструктор ракетно-космической промышленности СССР Сергей Павлович Королев так сказал о Титове: «Примечательные черты Германа Степановича — это быстрота реакции, сообразительность, хладнокровие и, вероятно, самое ценное — наблюдательность, способность к серьёзному анализу. При важности всех других, два последних качества в данном полёте имеют особое значение».
Советский космонавт Герман Титов сделал первые фотоснимки Земли, впервые пообедал и поужинал в невесомости, и, главное, сумел поспать в космосе, что стало одним из важнейших экспериментов в эпоху начала освоения пилотируемой космонавтики. Впервые было доказано, что в условиях невесомости у человека сохраняется работоспособность в течение суток, и, следовательно, жить и работать в космосе можно.