יורי גגארין נולד בשנת 1934 במחוז סמולנסק שברוסיה למשפחת איכרים שבה ארבעה ילדים. במלחמת העולם השנייה נכבש האזור בידי הגרמנים, ואחותו ואחיו הגדולים נלקחו לעבודות כפייה בגרמניה. גגארין הצעיר נמשך לעולם הטיס בהשפעת מורו למתמטיקה, ששימש טייס קרב במלחמת העולם השנייה. בהמשך למד גגארין בבית ספר טכני, ובמקביל ללימודיו למד להטיס מטוס קל. עם סיום לימודיו בשנת 1955, בהיותו בן 21, התגייס לחיל האוויר של הצבא האדום, שם החל בהכשרה לטיסה קרבית בבית הספר לטיסה צבאית. הוא סיים את הקורס בהצטיינות בשנת 1957. כחניך מצטיין הוצע לגגארין להצטרף לסגל ההדרכה בבית הספר, אולם הוא העדיף שירות בקור המקפיא בבסיס בצפון, קרוב לגבול עם נורווגיה.
שלוש שנים לאחר מכן, בשנת 1960, הצטרף גגארין לתוכנית החלל הסובייטית שכונתה בשם 'ווסטוק' (מזרח) ושהתנהלה בעיר שנבנתה לצורך כך ונקראה בשם 'עיר הכוכבים'. מתוך 3,000 המועמדים מחיל האוויר האדום, עמדו רק 102 בדרישות המיון הראשוניות. על-פי הדרישות, כולם היו טייסי קרב שגילם לא עלה על 30, גובהם לא עלה על 1.70 ס"מ ומשקלם לא עלה על 70 ק"ג. 102 המועמדים זומנו למיון נוסף, וממנו נותרו רק שמונה, גגארין ביניהם. אלא שבהתאם לרוח התחרות הבלתי פוסקת עם ארה"ב, רצו ראשי תוכנית 'ווסטוק' שמספר המועמדים הסופיים בקבוצה הרוסית יהיה גדול פי שלושה מזה שבקבוצה האמריקנית, שהחלה גם היא בהכנותיה באותו זמן, ולכן הוגדל המספר לעשרים. בסופו של דבר, מתוך עשרים המועמדים 12 אכן המריאו לחלל, אחד נהרג באימונים, שלושה פרשו ועוד ארבעה נפצעו. עם תום האימונים המפרכים הוצב גגארין כמועמד המוביל לטיסה לחלל, וגרמן טיטוב נבחר כמחליפו.
באותו זמן היה גגארין כבר נשוי לוואליה, שהייתה צעירה ממנו בשש שנים, ואב לשתי בנות שהבכורה בהן בת שנתיים. בתו הבכורה אלנה סיפרה כי בני דורו של אביה, שהיו ילדים בזמן מלחמת העולם השנייה, שאפו בכל מאודם להשתתף באירועים גדולים כמו אלה של לוחמי מלחמת העולם שלאורם חונכו. אשתו ידעה על המשימה הצפויה, אך על-מנת שלא להדאיגה עוד יותר, הוא מסר לה תאריך מאוחר יותר מזה שבו התבצעה הטיסה בפועל. במכתב שהשאיר בין חפציו על-מנת שיימצא אם לא יחזור מהטיסה, הוא כתב לאשתו כי המשימה מסוכנת ביותר, כי ייתכן מאוד שלא יחזור ממנה וכי הוא מצפה ממנה שלא להישאר בודדה אם אכן כך יתרחש.
גגארין הכיר היטב את פושקין ואת שאר הסופרים הרוסים, אך הספר האהוב עליו היה 'טיסת לילה' שכתב אנטואן דה סנט אקזופרי. הסופר הצרפתי מוכר היטב בזכות ספרו 'הנסיך הקטן', אך הוא היה קודם לכול טייס מחונן, שאבד באופן מסתורי מול חופי צרפת במלחמת העולם השנייה.
גגארין היה בן 31 כאשר ביצע לבסוף את משימתו פורצת הגבולות והדמיון. ב-12 באפריל 1961 שוגרה החללית 'ווסטוק' מאתר השיגור בביקנור שבקזחסטן. גובה הטיסה של החללית היה 300 ק"מ מעל כדור הארץ, והיא שבה אליו לאחר הקפה אחת שארכה 108 דקות. המדענים הרוסים חששו מאוד מההשפעות הבלתי ידועות עד אז של הלחצים וחוסר המשקל על גוף האדם, ולכן כיוונו את החללית ממרכז השליטה שלהם כך שגגארין היה למעשה נוסע נייטרלי ולא טייס המפעיל מערכות. עם זאת, החשש מאובדן השליטה מהקרקע הביא את המדענים הרוסים ליצירת מערכת ניהוג שתופעל על-ידי גגארין על-פי מילת הפעלה מוסכמת. החשש לאובדן השליטה מהקרקע ולהעברת השליטה לקוסמונאוט למשך זמן עד שיצליח להובילה לנחיתה הביא גם לציודה של החללית באוכל ובמים המספיקים לעשרה ימים.
חזרתו של גגארין לאדמה הייתה גם היא מבצע שדרש אומץ לב רב. עם חזרתו לאטמוספרה, הוא נפלט מהחללית בגובה שבעה ק"מ מעל פני הארץ, בטמפרטורה של 30 מעלות מתחת לאפס. לאחר מכן, ככל הנראה לאחר נפילה חופשית של מספר קילומטרים, הוא פתח את מצנחו ונחת בריא ושלם על הארץ. הראשונות שפגשו בו על פני האדמה היו סבתא עם נכדתה והפרה שלהן, שרעתה בסמוך. גגארין האמיץ, החינני והחייכן הפך מיד לגיבור בינלאומי. בביקוריו בארצות המערב הוא זכה ל
כבוד עצום וייצג נאמנה ובגאווה את ברה"מ מולדתו.
האמריקנים, שהוכו שוב במרוץ, שיגרו לאחר פחות מחודש חללית ובה האסטרונאוט אלן שפרד, שהיה לאמריקני הראשון ששוגר לחלל. אלא שהייתה זו טיסה תת-מסלולית, שלא הקיפה את כדור הארץ. רק ב20- בפברואר 1962 הצליחו האמריקנים לשגר את ג'ון גלן בחללית שסבבה שלוש פעמים את כדור הארץ ושבה בשלום.
לאחר זמן קצר שבו שימש בתפקיד פוליטי בסובייט העליון, חזר גגארין ל'עיר הכוכבים', שם החל לעסוק בתכנון חלליות לשימוש רב-פעמי, הידועות כיום כמעבורות חלל. מחשש לחייו ובעיקר כיוון שהפך לסמל תרבות של ברה"מ הקומוניסטית במאבקה נגד המערב, השתדלו השלטונות בתחילה להרחיק את גגארין ממשימות נוספות ואף מאימוני-טיסה במסגרת חיל-האוויר הסובייטי. מספר שנים מאוחר יותר הותר לו לשוב ולטוס במטוסי-קרב, בתנאי שילווה על-ידי מדריך-טיסה. הוא שימש טייס-גיבוי לוולדימיר קומארוב במשימה 'סויוז 1' שהמריאה ב23- באפריל 1967, אולם לאחר התרסקותה ומותו של קומורוב הוחלט למנוע ממנו להשתתף אפילו באימונים לקראת משימות חלל נוספות.
