最初，“联盟”号飞船计划是为实现登月星际飞行设立的；后改为为“空间站”的建立搞技术储备。它是前苏联在整个70年代主要的空间奋斗目标。
“联盟”号飞船研制计划中要解决的主要任务有：建立和完善两艘航天器相对运动参数的测量方法、接近和停靠的控制程序、两艘飞船的机械对接和电对接，研制实现会合、停靠程序的主发动机和配位发动机。此外，还要求在飞行过程中不断完善新的定向操纵系统，利用空气动力学升力向地球降落的方式、新的备用降落伞着陆系统等等。
研究表明，两艘航天器在空间实现会合对接，比原来想象的要困难得多。要精确地控制一艘飞船的运行轨迹，涉及到制导、跟踪、定向和航线修正等一系列技术难题。在美国，早在1965年的“双子星座”号飞船的飞行中就已掌握了这些技术。
第一艘“联盟”号飞船的载人飞行直到1967年4月才实现，但结局是悲剧式的。飞船着陆时因降落伞系统出故障，宇航员科马洛夫坠地身亡。
科马洛夫的这次飞行是他的第二次太空之行。对于这次飞行的详情，前苏联一直未向外界披露。直到1990年末，前苏联官方人土才揭示出这次飞行的秘密。特别是在后来出版的前苏联宇航员负责人尼古拉卡曼宁将军的日记摘抄里，以及瓦西里，米申撰写的关于前苏联在1966～1971年未成功的登月计划的史料小册子里，人们开始了解到一些非常详细的资料。
资料证实了人们长期以来的怀疑。科马洛夫的这次飞行是前苏联雄心勃勃的登月计划的一部分，其任务是演练两艘飞船在轨道上会合、对接，并以太空行走的方式进行宇航员换船。
计划中，“联盟1”号飞船扮演绕月球轨道飞行的航天器角色，而“联盟2”号飞船则扮演登月舱的角色。其飞行程序是当登月船从月球表面赶快飞离后，上升到月球轨道，与月球轨道上的航天器会合、对接，宇航员转移到停留在月球轨道上的中继飞船上。
飞行演练计划在4月24～26日进行。两艘飞船的会合、对接采用半自动方式，即在70米以外飞船自动会合，而后的程序由宇航员手控完成。在这次飞行任务中，科马洛夫将担负最困难的部分。
“联盟1”号飞船于4月23日莫斯科时间下午15点35分发射升空。计划中，“联盟2”号晚一天发射。
发射没有出现问题，发射人员兴高采烈。但是在绕地飞行的第二圈，飞船开始出现问题。左侧太阳能帆板没有展开，飞船内电流只有14安，约为应提供电流的一半。此外，短波发送机不工作，但超短波工作良好。此时，科马洛夫报告说他自我感觉良好。他试图使飞船的方位朝向太阳，以补充出现障碍的太阳能帆板的能量，但未成功。在绕地飞行的第三圈，科马洛夫再次操作飞船定位，又告失败。随之故障的出现越来越多，通过飞船的助推器稳定飞船的努力也失败了。危机开始到来，宇航员被告知小睡一会儿。
在飞行控制中心，工程师们对是否继续飞行争论不休。卡曼宁将军提议，让科马洛夫在第17圈返回并取消“联盟2”号飞船的发射。但最后讨论结果决定，等到第13圈科马洛夫醒来进行无线电联络后，分析一下情况再说。
在科马洛夫恢复与控制中心联络后，消息仍然不妙，飞船不能定位。
这一坏消息中止了一切争论。“联盟1”号立即返地，“联盟2”号飞船发射取消。剩下的问题是如何实现对飞船的姿态控制和安全着陆。
“联盟”号飞船的姿态控制有三种方式：天体跟踪定位、离子定位和手控定位。第一种方式因电力不足而被排除，第二种方式在太阳升起时不安全，因为传感器会因此时大气中的离子洞易出故障。手控方式要求宇航员根据地平线进行定位，但当飞船处于地球阴影中时，航天员不能见到地平线，困难很大。
在科马洛夫飞第17圈时，他被告知采用离子定位返航。但尝试没有获得成功。在第19圈，地面指令宇航员靠手动方式在奥尔斯克地区着陆。虽然当时飞船仍处于地球阴影中，但科马洛夫控制着飞船并借助于陀螺仪维持着飞船的平衡。当飞船飞出地球阴影，地平线出现时，科马洛夫用手控制校正了飞船的姿态。科马洛夫向地面控制中心报告他已完成上述困难的定位操作，离轨引擎已启动，他正在脱离轨道。
卡曼宁将军等人乘飞机飞往飞船的着陆地区。飞行中他们听到广播说飞船降落伞已经打开，科马洛夫已在奥尔斯克以东历千米的地方着陆。每个人都松了一口气。庆幸科马洛夫单独驾驶着一艘失控的飞船安全返回地面，获得了一次几乎不可能的成功。
不幸的是结局并非如此。当卡曼宁将军走下飞机时，他得到的报告是，“联盟1”号已经着陆，飞船正在燃烧，未发现宇航员，搜寻人员正在这一地区寻找。
可怕的灾难已经发生，结果不容乐观。但卡曼宁将军仍怀着科马洛夫或许幸免的希望，而且此时突然从电话里传来消息，说受伤的宇航员正在离着陆点5千米的卡拉布塔克地区的医院里。后被证实，这只不过是一个令人宽慰的善意猜测和传闻。
卡曼宁将军征用一架直升机直低飞船着陆的地点。一到现场，他就断定宇航员已经死了。在那里他见到了搜寻人员和当地的几个居民。当地人说，他们看到飞船猛地撞到地上，降落伞扭绞在一起。伞盖没有打开，因撞击引起几次爆炸，没有看到科马洛夫，为扑灭大火在燃烧的飞船上压了厚厚的几层土。后来，在飞船的残骸中挖掘了一个小时，才找到宇航员的尸体。
卡曼宁将军飞回奥尔斯克与当时的总书记勃列日涅夫联系并作了如下报告：“科马洛夫已死，飞船已烧毁。主伞没打开，备用伞也失灵。飞船以每小时约150千米的速度撞到地面，引起着陆制动引擎爆炸，使飞船起火。”
4月34日国家航天委员会的成员赶到现场。到达过现场的人有尤里·加加林、科马洛夫的挚友及“联盟1”号飞船的后备宇航员。
事故发生后，美国中央情报局举行记者招待会，说飞船在约65千米的高度上开始下跌。这使降落伞的吊索卡住，不可避免地导致了宇航员的死亡。根据美国安全局的一名前雇员贝里·弗尔沃克说，美国设在土耳其的一个监听站记录到科马洛夫在飞船骤然向地面跌落时极度痛苦的尖叫声。
前苏联为科马洛夫举行了国葬。骨灰埋葬在克里姆林宫墙内。这次事故，使前苏联载人航天活动停顿一年半。其间对飞船的着陆系统进行了大量的补充试验和改进。
1971年6月2日在美国“阿波罗-15”号飞临月球时，在那里放置了一尊纪念牺牲宇航员的刻像广刻像背面是一块金属板，上面刻着所有为航天事业捐驱的宇航员的名单。其中就有弗拉基米尔科马洛夫。
1968年，前苏联“联盟”号飞船恢复飞行。10月26～30日，格格别列戈沃依乘“联盟-3”号飞行了近3天。飞行中他乘坐的飞船先后两次与10月25日发射人轨的“联盟2”号会合，以检验飞船的结构和自动操作的性能。
1969年1月14日和15日两天内，前后连续发射两艘飞船并在轨道上实现了对接。对接后，“联盟5”号飞船上的宇航员阿斯叶利谢耶夫和依弗赫鲁诺夫身着舱外用航天服从舱外过渡到弗阿沙塔洛夫乘坐的“联盟4”号飞船上。对接后，两艘飞船的分系统连接成一个整体。两艘飞船工作间的总面积为18立方米。它们对接飞行了4小时35分，建立了世界上第一个空间站的雏型。这次飞行在整个航天史上写下了重要的一页。不久，前苏共总书记勃列日涅夫决定在克里姆林宫安排接见来自拜克努尔发射场的8名宇航员勇士。关于这次接见，还有一个惊险而滑稽的小插曲。
会见安排在1969年1月22日。按照惯例，国家领导人乘坐第二辆轿车前往。当车队驶抵克里姆林宫大门时，在护卫队列中突然冲出一名穿灰大衣的瘦弱男子。他双手执枪向第二辆轿车连发16枪。防弹玻璃被击碎，司机当即死亡，一名摩托车手肩部受伤。当特工人员跑来抓捕时，刺客却神态自若地观看自己的杰作是否达到了目的。可惜车里不见总书记的影子。
事发之后电视实况转播停播40分，后来由波德戈尔内代替总书记给宇航员颁奖。
事后查明，刺客是列宁格勒军区航空兵某部的少尉维克多伊林。前苏联对该事件采取了一系列惩治措施。列宁格勒军区部分头目、斯莫尔尼区军事委员及伊林所在部队的政治副团长被撤职；制造防弹玻璃的专业人员受到处分；汽车制造厂也被勒令提高国家首脑专用车的装甲防护能力。不可思议的是，刺客本人倒挺幸运。出于政治的原因和推卸责任，有关部门指定医疗部门认定伊林是个精神病患者。后来这个所谓的精神病人在喀山军队精神病院接受强制性治疗20年。出院后，伊林还理直气壮地要求政府给予平反，恢复名誉，并称他刺杀勃列日涅夫的目的是“想加快国家的改革进程”。此外他还要求政府付给他6万卢布的补偿费。
1969年10月11、12、13日3天内前苏联连续向轨道发射了3艘飞船，即“联盟”6、7、8号。7名宇航员在3艘飞船上完成了这次编队飞行，盛况空前，是极其壮观的。他们完成了大量复杂的机动飞行。总机动次数达30多次。用两种方式完成机动飞行。在第一种情况下，地面控制中心根据飞船的相对位置通知宇航员如何操纵，以便使他们相互接近。在第二种情况下控制中心不干预宇航员的行为。宇航员自己决定如何运动、进行手控操纵。此外，“联盟6”号飞船上还完成了一项重要的试验——在高真空和失重情况下焊接金属。试验表明，在天上进行材料焊接，原则上是可行的。所有上述技术对于建立轨道站都是必不可少的。