Le lancement de "Spoutnik 1" a lieu le à 19 h 28 min 34 s UTC depuis le site de Tyura-Tam, qui abrite une base militaire utilisée pour mettre au point le missile balistique intercontinental Semiorka. Cette base deviendra par la suite, sous l'appellation cosmodrome de Baïkonour, la plus grande base spatiale de l'Union soviétique (située, depuis l'éclatement de l'Union soviétique, au Kazakhstan). Le lanceur est une version allégée (272 tonnes contre 280) du missile balistique. Le décollage se déroule sans problèmes, ainsi que le largage de l'étage central et du petit satellite. La mise en orbite fut effective à 19 h 33 min 48 s. Les Soviétiques durent attendre 92 minutes pour entendre les premiers bips : le déploiement des antennes du Spoutnik se fit alors que le satellite était déjà hors de portée des récepteurs. Le satellite était désigné PS-1 ("ПС-1" pour "Простейший Спутник-1" ou « Satellite élémentaire 1 »). Placé sur une orbite dont les altitudes initiales du périgée et de l'apogée étaient de 225 et de , "Spoutnik 1" effectuait une révolution en 96 minutes. Les appareils électriques du satellite fonctionnent durant vingt-deux jours, jusqu'à l'épuisement des batteries le . La faible altitude de son périgée lui fait perdre progressivement de l'altitude. Ainsi, le , l'apogée a chuté à , et le , après avoir bouclé orbites autour de la Terre et parcouru environ 70 millions de kilomètres, "Spoutnik 1" est détruit durant sa rentrée dans l'atmosphère.