Алексей Леонов пробыл вне кабины корабля 12 минут, отойдя от нее на 5 метров. 18 марта 1965 года команда советских космонавтов доказала, что человек может не только находиться в отворённом космосе, но и выполнять работы в безвоздушном пространстве. Для космонавтики это второе по важности событие после полета Юрия Гагарина. Для отечественной астронавтики оно до сих пор — одно из самых сложных и напряженных.

“Прямо — черное-черное небо. Звезды яркие, но не струятся, не мерцают. И Солнце не земное — без нимба, как бы впаянное в черный бархат. Непривычная картина. Страшила ли она меня? Нет. Но вот так остаться одному… Хорошо, что рядом был друг.”

Алексей Леонов

Но без трудностей не стало. 

Проблемы начались, когда Леонов попытался залезть обратно в люк. Из-за внутреннего давления скафандр Леонова сильно раздулся. Пробраться в узкий люк и угодить назад на корабль было невозможно. У космонавта началась тахикардия, участилось дыхание. Воздуха не хватало. Пот заливал глаза. Леонов был на рубежу теплового удара. За этот полет он потерял шесть килограммов веса. Леонов снизил давление воздуха внутри скафандра, что было опасно, и лишь тогда смог пройти в шлюз. 

Давление удалось стабилизировать, но неприятности на этом не закончились. Пролетав сутки и 2 часа, сделав 17 витков кругом Земли, корабль приготовился к возвращению. И тут оказалось, что автоматическая система ориентации вышла из строя.

Беляеву пришлось перейти на ручной порядок и самому сориентировать корабль для посадки. Это было крайне сложно: нужная панель управления на кораблях «Восход» располагалась сбоку, и капитану необходимо было отстегнуться, дотянуться до нее, а затем вернуться на место и пристегнуться снова. Это было опасно, плюс отнимало критически значительные секунды, из-за этого корабль мог пролететь точку приземления. Радиосвязь с Землей исчезла на 4 часа.

Корабль спустился, но никто не ведал, куда. Вертолет обнаружил космонавтов далеко от населенных пунктов, в заснеженной тайге, в 200 км от Перми. «Восход-2» перелетел расчетную точку на 368 км. Пустынное место выбрали специально.

В марте на Северном Урале еще держатся 15-градусные морозы. Двое суток космонавты сидели в скафандрах посреди тайги. Чтобы хоть сохранить тепло, они спороли теплоизоляцию со стен кабины и укутались в нее, а сверху обмотались парашютными стропами. Необходимо было дождаться, пока организуют эвакуацию из непроходимого леса, где не мог приземлиться вертолет.

Вечером 19 марта «Восход-2» удалось откройся, но как эвакуировать космонавтов из тайги, когда вокруг — ни одной походящей площадки для посадки вертолета? Только на третьи сутки после приземления, 21 марта, в нескольких километрах от пункты посадки корабля вырубили вертолетную площадку. К ней космонавты с сопровождающими добрались на лыжах. На МИ-4 они вылетели в Пермь, а затем обратно в Байконур. 23 марта передохнувших героев торжественно встречали в Москве. 

Позже, на заседании государственной комиссии, Леонов сделает самый короткий в истории астронавтики доклад: «В открытом космосе жить и работать можно».

За успешное осуществление полета Алексею Леонову было присвоено звание Героя Советского Альянса с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».