Nach einigen Testflügen mit nur teilweise ausgerüsteten Prototypen des Wostok Raumschiffs stand im Frühjahr 1961 erstmals der Flug eines Wostok 3KA (Erzeugnis 11F63) Raumschiffs an, also jener Variante, die auch für die bemannten Missionen zum Einsatz kommen sollte. Aufgrund des großen Zeitdrucks, unter dem das Programm stand, wurde beschlossen, den ersten Flug durchzuführen, obwohl noch nicht alle Bordsysteme (insbesondere das Lebenserhaltungssystem und der Schleudersitz) fehlerfrei arbeiteten und Teile der Bodeninfrastruktur noch nicht fertiggestellt waren. Am 09.03.1961 startete von Baikonur an der Spitze einer Wostok 8K72 K Rakete unter der Bezeichnung Korabl-​Sputnik KS-​4  das erste von zwei geplanten Testraumschiffen. An Bord befanden sich eine Druckkabine mit dem Hund „Tschernuschka“ sowie weiteren biologischen Proben und Versuchstieren, darunter Ratten, Mäuse, Meerschweinchen und Reptilien. Erstmals trug die Konturenliege für den Kosmonauten einen „Kosmonautensimulator“ (Spitzname „Iwan Iwanowitsch“). Dieser war mit dem SK-​1  „Sokol“ Raumanzug bekleidet, der vom Lebenserhaltungssystem der Kapsel versorgt wurde. Gemäß erst Jahrzehnte später veröffentlichten Berichten wurde bei diesem Flug auch Kameratechnik für den „Zenit“ Aufklärungssatelliten erprobt. Nach einem Orbit, also entsprechend den Planungen für den ersten bemannten Wostok Flug, wurde das Bremsmanöver eingeleitet. Dieses verlief planmäßig. Doch dann trat ein Problem auf, das später bei bemannten Wostok Missionen noch beinahe tragische Konsequenzen haben sollte. Der Kabelbaum zwischen Service– und Landemodul trennte sich nicht sauber, so daß die beiden Objekte gemeinsam wild taumelnd in die Atmosphäre eintraten. Schließlich löste sich die Verbindung doch noch und die Kapsel stabilisierte sich. Der weitere Abstieg verlief dann planmäßig. Die Konturenliege wurde herauskatapultiert und landete separat am Fallschirm. Ein kleiner Teil der Versuchstiere befand sich dabei in dem Raumanzug, doch die Mehrzahl landete zusammen mit „Tschernuschka“ an Bord der Rückkehrsektion. Der Flug hatte 1:46 h gedauert und endete auf einem Feld 260 km nordöstlich von Kuibyschew. Der vorausberechnete Zielpunkt wurde damit um über 400 km verfehlt. Nach dieser erfolgreichen Mission stand nur noch ein weiterer erfolgreicher unbemannter Test aus, bis zur Zulassung von Wostok für bemannte Missionen. Doch für diesen Flug blieben nur wenige Tage Zeit. Denn in den USA liefen die Vorbereitungen für den ersten bemannten (ballistischen) Raumflug des „Mercury“ Programms an, der für Anfang Mai vorgesehen war. Dem galt es mit einer bemannten Wostok Mission unbedingt zuvorzukommen.