正當加加林對未來充滿信心的時候，災難發生了。1968年3月27日，他和飛行教練員謝廖金在一次例行訓練飛行中，因一架雙座噴氣式飛機墜毀而罹難。災難發生的這一天，加加林按計劃要駕駛“米格—15”殲擊教練機飛行2次，每次半小時。10點19分，飛機升空。10點30分，加加林把空域作業的情況報告給飛行指揮，請求準許取航向320返航。此後，無線電通信突然中斷，1分鍾後，飛機一頭栽到地上。
事故發生後，政府成立了事故調查委員會。經過認真分析研究後認為：“1968年3月27日飛機飛行準備工作完全是按照現有技術操作規程的要求進行的。”調查委員會查明了飛機與地麵相撞時的狀態。當時，飛機在兩層雲帶空域裏飛行，看不見地平線。返航時，本應從70°航向向320°航向下降轉彎，後來一定發生了某種突發事件，使飛機處於臨界狀態。飛機飛出低層雲，航跡傾斜角達到70°—90°，飛機幾乎是垂直俯衝下來，加加林和另外一位飛行員密切配合，想盡最大努力使飛機退出俯衝狀態，但當時飛行高度隻有250—300米，時間也隻剩2秒鍾了，他們沒有成功，年僅34歲的加加林就這樣離開了人世，以至於人們都不相信他真的犧牲了。
加加林死後，其骨灰被安葬在克裏姆林宮牆壁龕裏，他的故鄉格紮茨克被命名為加加林城，他訓練所在的宇航員訓練中心也以他的名字命名。為紀念加加林首次進入太空的壯舉，俄羅斯把每年的4月12日定為宇航節，在這一天舉行隆重的紀念活動，緬懷這位英雄人物。國際航空聯合會設立了加加林金質獎章。月球背麵的一座環形山也是以他的名字命名的。加加林成為宇宙時代的象征。
“東方”號飛船
“東方”號飛船由球形密封座艙和圓柱形儀器艙組成，重約4.73噸。在軌道上飛行時與圓柱形的末級運載火箭連在一起，總長7.35米。座艙直徑2.3米，能乘坐1名航天員，艙壁上有3個舷窗。艙外表麵覆蓋一層防熱材料。座艙內有可供飛行10晝夜的生命保障係統、彈射座椅和無線電、光學、導航等儀器設備。“東方”號飛船在返回前拋掉末級運載火箭和儀器艙，座艙單獨再入大氣層。當座艙下降到離地麵約7千米高度時，航天員彈出飛船座艙，然後用降落傘單獨著陸。
“東方”號飛船既可自動控製，也可由航天員手控。飛船飛行軌道的近地點約為180千米，遠地點為222～327千米，傾角約65°，周期約89分鍾。1961年4月12日，航天員加加林乘坐“東方1”號飛船，繞地球飛行108分鍾後，安全返回地麵，開始了世界載人航天的新時代。
人類第一位女宇航員——捷列什科娃
1963年6月16日，前蘇聯女航天員瓦蓮京娜·捷列什科娃駕駛著“東方6”號飛船升空，在70多個小時的時間裏，繞地球飛行48圈，成為人類曆史上第一位進入太空的女性。
捷列什科娃，1937年3月6日出生在一個工人家庭。1954年，17歲的她到輪胎廠當了工人，開始掙錢養家。工作之餘，生性活潑好動的捷列什科娃最喜歡跑到航空俱樂部練跳傘，這為她日後被挑選成為航天員打下了堅實基礎。前蘇聯成功地完成“東方6”號任務之後，捷列什科娃繼續深造，1969年從軍事工程學院畢業，1976年成為技術副博士。捷列什科娃是俄羅斯迄今為止唯一的女將軍，被譽為“民族英雄”、“世紀女性”，月球背麵的一座環形山以她的名字命名。
太空漫步第一人——列昂諾夫
列昂諾夫，前蘇聯航天員，人類太空漫步第一人。
列昂諾夫1934年5月30日出生於克麥羅沃州，1953年參加蘇軍，畢業於丘古耶夫軍事航空學校（1957年）和茹科夫斯基軍事航空工程學院（1968年）。曾在蘇軍航空兵部隊當飛行員，1960年進入航天隊。
人類太空行走第一人——列昂諾夫
1965年3月18日，作為副駕駛和別利亞耶夫共同完成了“上升2”號飛船的航天。飛行期間，他完成了世界上第一次離開飛船進入太空的動作，在太空中度過了大約24分鍾，其中自由“漂浮”12分鍾，有幾次離開飛船的距離達5米。飛行期間，為研究無支撐空間運動中的生物力學做了初步實驗，試驗了自主式生命保障係統、氣密過渡艙和操縱係統，還探索了在飛船外麵進行安裝和拆卸工作的可能性。因完成這次飛行，被授予“前蘇聯英雄”稱號。