Vostok 1 var den första rymdfarkosten som transporterade en människa, Jurij A. Gagarin, ut i rymden, vilket skedde 25 dagar före USA
första suborbitala flygning. På grund av oro för negativa reaktioner på tyngdlöshet var de manuella kontrollerna på rymdfarkosten låsta innan uppskjutningen, och hela flygningen styrdes av markpersonal.

Rymdfarkosten bestod av en nästan sfärisk kabin täckt med ett ablationsmaterial. Den hade tre små fönster och externa radioantenner. Inuti den bemannade kabinen fanns radiosystem, livsuppehållande system, instrumentering och en katapultstol. Denna kabin var fäst vid en servicemodul som innehöll kemiska batterier, orienteringsraketer, huvudretrosystemet och ytterligare stödutrustning för hela systemet. Denna modul separerades från den bemannade kabinen under återinträdet.

Efter ett varv runt jorden återinträdde rymdfarkosten i atmosfären och landade i Kazakstan (ungefär 26 km sydväst om Engels) 1 timme och 48 minuter efter uppskjutningen. Vostok-rymdfarkosten var utformad för att katapultera kosmonauten på cirka 7 kilometers höjd, så att han kunde återvända till jorden med fallskärm. Även om de första rapporterna var oklara om huruvida Gagarin landade på detta sätt eller återvände i rymdfarkosten, bekräftade senare rapporter att han verkligen sköt ut sig från kapseln. Radiokommunikation med jorden var kontinuerlig under flygningen, och TV-sändningar gjordes också från rymden.