Первый выход в открытое космическое пространство состоялся 8 марта 1965 года во время полета на корабле «Восход-2» Алексея Леонова вместе с Павлом Беляевым.

     Продолжительность выхода составила 23 минуты 41 секунду (из них 12 минут 9 секунд вне корабля). Удаление от корабля - на 5,35 метра.

     При возвращении на Землю из-за отказа системы автоматического управления (из-за отклонений в работе системы ориентации корабля на Солнце) Павел Беляев осуществил ручное управление посадкой, которая произошла в нерасчетном районе в 180 км севернее Перми. Экипаж был обнаружен через четыре часа после посадки в тайге между деревнями Сороковая и Щучино, но из-за глубокого снега был эвакуирован с места посадки только через двое суток.

     При эпохальном выходе возникло несколько нештатных ситуаций, о которых рассказал сам Алексей Архипович.

     «Когда создавали корабль для выхода в открытый космос, приходилось решать множество проблем, одна из которых была связана с размером люка. Чтобы крышка открывалась внутрь полностью, пришлось бы урезать ложемент. Тогда бы я в него не поместился в плечах. И я дал согласие на уменьшение диаметра люка. Таким образом, между скафандром и обрезом люка оставался зазор по 20 мм с каждого плеча.

     На Земле мы проводили испытания в барокамере при вакууме, соответствующем высоте 60 км... В реальности, когда я вышел в открытый космос, получилось немного по-другому. Давление в скафандре - около 600 мм, а снаружи - 10-9. Такие условия на Земле смоделировать было невозможно. В космическом вакууме скафандр раздулся, не выдержали ни ребра жесткости, ни плотная ткань. Я, конечно, предполагал, что это случится, но не думал, что настолько сильно. Я затянул все ремни, но скафандр так раздулся, что руки вышли из перчаток, когда я брался за поручни, а ноги - из сапог. В таком состоянии я, разумеется, не мог втиснуться в люк шлюза. Возникла критическая ситуация, а советоваться с Землей было некогда. Пока бы я им доложил... пока бы они совещались... И кто бы взял на себя ответственность? Только Паша Беляев это видел, но ничем не мог помочь. И тут я, нарушая все инструкции и не сообщая на Землю, перехожу на давление 0,27 атмосфер. Это второй режим работы скафандра. Если бы к этому времени у меня не произошло вымывание азота из крови, то закипел бы азот - и все... гибель. Я прикинул, что уже час нахожусь под чистым кислородом и кипения быть не должно. После того, как я перешел на второй режим, все «село» на свои места.

      На нервах сунул в шлюз кинокамеру и сам, нарушая инструкцию, пошел в шлюз не ногами, а головой вперед. Взявшись за леера, я протиснул себя вперед. Потом я закрыл внешний люк и начал разворачиваться, так как входить в корабль все равно нужно ногами. Иначе я бы не смог, ведь крышка, открывающаяся внутрь, съедала 30 процентов объема кабины. Поэтому мне пришлось разворачиваться (внутренний диаметр шлюза - 1 метр, ширина скафандра в плечах - 68 см). Вот здесь была самая большая нагрузка, у меня пульс дошел до 190. Мне все же удалось перевернуться и войти в корабль ногами, как положено, но у меня был такой тепловой удар, что я, нарушая инструкции и не проверив герметичность, открыл шлем, не закрыв за собой люк. Вытираю перчаткой глаза, а вытереть не удается, как будто на голову кто-то льет. Тогда у меня было всего 60 литров кислорода на дыхание и вентиляцию, а сейчас у «Орлана» - 360 литров... Я первый в истории вышел и отошел сразу на 5 метров. Больше этого никто не делал. А ведь с этим фалом надо было работать, собрать на крючки, чтобы не болтался. Была громадная физическая нагрузка.

     Единственное, что я не сделал на выходе, - не смог сфотографировать корабль со стороны. У меня была миниатюрная камера «Аякс», способная снимать через пуговицу. Ее нам дали с личного разрешения председателя КГБ. Управлялась эта камера дистанционно тросиком; из-за деформации скафандра я не смог до него дотянуться. А вот киносъемку я сделал (3 минуты камерой С-97), и за мной с корабля постоянно следили две телевизионные камеры, но у них была невысокая разрешающая способность. По этим материалам потом сделали очень интересный фильм.

     Но самое страшное было, когда я вернулся в корабль, - начало расти парциальное давление кислорода (в кабине), которое дошло до 460 мм и продолжало расти. Это при норме 160 мм! Но ведь 460 мм - это гремучий газ, ведь Бондаренко сгорел на этом... Вначале мы в оцепенении сидели. Все понимали, но сделать почти ничего не могли: до конца убрали влажность, убрали температуру (стало 10 - 12°С). А давление растет... Малейшая искра - и все превратилось бы в молекулярное состояние, и мы это понимали. Семь часов в таком состоянии, а потом заснули... видимо, от стресса. Потом мы разобрались, что я шлангом от скафандра задел за тумблер наддува... Что произошло фактически? Поскольку корабль был долгое время стабилизирован относительно Солнца, то, естественно, возникла деформация: ведь, с одной стороны, охлаждение до 140°С, с другой - нагрев до +150°С... Датчики закрытия люка сработали, но осталась щель. Система регенерации начала нагнетать давление, и кислород стал расти, мы его не успевали потреблять... Общее давление достигло 920 мм. Эти несколько тонн давления придавили люк, и рост давления прекратился. Потом давление стало падать на глазах».