Po starcie Sowieci oświadczyli, że nie planowano powrotu psa – nie znano wtedy bezpiecznej techniki powracania z orbity. Małaszenkow przyznał, że pomiary w Sputniku 2 wskazywały, iż po starcie w kabinie temperatura i wilgotność wzrosły do ekstremalnych wartości. Po wejściu na orbitę ostatni człon rakiety nośnej powinien oddzielić się od satelity. Wskutek awarii tak się nie stało. Orbitujący korpus rakiety nośnej, mający 25 metrów długości, zaczął się nagrzewać. Kapsuła satelity zadziałała prawdopodobnie jak radiator odprowadzający z niej ciepło. W wyniku tego w kabinie zaczęły panować tropikalne warunki.
Po starcie tętno Łajki było trzykrotnie szybsze niż w stanie odpoczynku. Gdy znalazła się w przestrzeni kosmicznej, w stanie nieważkości, puls zwolnił, ale powrót do normalnych wartości zajął trzykrotnie dłużej niż podczas prób na Ziemi. Może to świadczyć o stresie, jakiemu poddane było zwierzę.
Podczas czwartego okrążenia Ziemi, gdy sputnik przelatywał nad terytorium ZSRR, między piątą a siódmą godziną lotu, zanikły funkcje życiowe Łajki.
Sputnik 2 spłonął w atmosferze 14 kwietnia 1958 roku po 2570 okrążeniach Ziemi. Łajka zajęła istotne miejsce w eksploracji kosmosu, dowodząc iż ziemski organizm może przetrwać dłuższy pobyt w stanie nieważkości.