Spektakularność misji miała polegać na pomyśle opracowanym jeszcze przed lotem Wostoka 2 – locie grupowym kilku załogowych statków kosmicznych. Początkowo myślano o trzech, ale wkrótce postanowiono, że będą to dwa Wostoki. Decyzję o długości lotu podjęto nie później niż 18 lipca 1962. Misja miała trwać trzy dni. Decyzję o przedłużeniu jej do czterech podjął już w czasie lotu sam Nikita Chruszczow.
W przeddzień startu, 10 sierpnia 1962, wśród moskiewskich dziennikarzy rozeszła się plotka o planowanej doniosłej misji kosmicznej. Dziennikarzom powiedziano, by przysłuchiwali się jutrzejszym wiadomościom radiowym. Spekulowano, że będzie to lot dużo dłuższy niż Wostoka 2, lub lot dwóch kosmonautów.
Start Wostoka 3 O godzinie 08:30 GMT, 11 sierpnia, z Bajkonuru wystartował statek Wostok 3 z kosmonautą Andrijanem Nikołajewem.
Szwedzka stacja telekomunikacyjna w Enköping, pod Sztokholmem, między 13:03 a 14:32 odbierała sygnał z radiolatarni Wostoka 3, na częstotliwości 19,995 MHz.