Ciśnienie tlenu w skafandrze rozdmuchało jego wnętrze. Ręce wysunęły się z rękawic, a nogi z butów. Nie pomogło ściąganie taśm regulujących i ruchy kończyn były bardzo utrudnione. Kosmonauta mimo to otworzył właz śluzy i po chwili znalazł się na zewnątrz. Spędził on poza pojazdem 12 minut i 9 sekund. Kosmonauta oddalił się od statku na odległość 5 m, z którym łączył go dość sztywny przewód. Utrudniało to „pływanie”. Nie mógł utrzymać stabilnej pozycji. Podczas orbitowania posługiwał się ręczną kamerą filmową. Przebieg spaceru był przekazywany przez kamery telewizyjne na Ziemię. Spacer zakończyłby się katastrofą, gdyż podczas powrotu do pojazdu skafander Leonowa zwiększył swoje rozmiary uniemożliwiając wejście do śluzy. Wbrew ustaleniom wsunął się do śluzy nie nogami, jak zakładano ale, głową do przodu. W rozdętym skafandrze wypełnił całe wnętrze i nie mógł się obrócić. Świadomie zmniejszył ciśnienie w skafandrze. Skafander zmniejszył swoją objętość i udało mu się obrócić wewnątrz śluzy o średnicy zaledwie jednego metra, by wpłynąć do kabiny nogami. Wysiłek był bardzo duży, a tętno wzrosło do 190 uderzeń na minutę. Wskutek wysiłku doznał udaru cieplnego i zaczął się dusić. Bez upewnienia się o hermetyczności śluzy otworzył przyłbicę hełmu przy otwartym włazie lądownika.