东方三号从拜科努尔航天发射场发射，宇航员安德里安·尼古拉耶夫成为第一个漂浮在微重力环境中的人。
东方 3 号（俄语：Восток-3，lit. “东方 3”或“东方 3”）和东方 4 号（Восток-4，“东方 4”或“东方 4”）是 1962 年 8 月的苏联太空计划飞行，旨在确定人体在失重条件下运作的能力，测试地面控制能力以发射和管理两个独立的并行飞行，并测试东方 3KA 航天器在更长飞行中的续航能力。 1962 年 8 月 11 日至 15 日，宇航员安德里亚·尼古拉耶夫 (Andriyan Nikolayev) 在太空中近四天的时间在东方 3 号轨道上绕地球飞行了 64 次，这一壮举在双子座计划 (1965-1966 年) 之前美国宇航局无法与之匹敌。帕维尔·波波维奇于 8 月 12 日在东方 4 号上发射升空，并完成了 48 个地球轨道。这两个太空舱的发射轨迹使航天器彼此相距约 6.5 公里（4.0 英里）。它们还通过无线电相互通信，这是太空中的第一次船对船通信。这些任务标志着第一次有多个载人航天器同时在轨道上，使苏联任务控制人员有机会学习管理这种情况。尽管两艘航天器被放置在非常相似的轨道上（在 3-4 公里的高度内） )，东方号不具备实现会合的能力。有一次他们进入了彼此的视线范围内，波波维奇后来在新闻发布会上报道说他从轨道上看到了另一艘飞船。引用波波维奇的话说，“我立刻看到了”，指的是在轨道上看到东方三号。 “它看起来像远处的一个非常小的月亮。”
尽管 Vostok 的生命支持系统出现故障，导致机舱温度降至 10 °C (50 °F)，但 Vostok 4 基本上按计划进行。由于地面控制人员的误解，这次飞行提前终止，他们认为波波维奇给了他们一个密码，要求他们提前返回。两艘宇宙飞船在哈萨克斯坦卡拉干达以南约 200 公里处降落，相距 7 分钟。