第二天淩晨3時，當飛船飛到第16圈末段時，開始按計劃返航。突然艙內增壓氣瓶的大氣壓下降，氧氣含量逐漸升高，如果遇到一點火星就會引起爆炸。幸運的是，沒有一台電機冒出火星，氧氣含量也慢慢降到正常值。接著，飛船又出現翻滾現象，自動控製係統發生故障，飛船無法定向，不能按原計劃返回。地麵控製中心命令飛船再繼續飛行一圈，若故障不能排除，就隻好靠手動定向係統返航。指令長不得已改用手動定向係統，使飛船停止旋轉，恢複平穩飛行，並調整到正確的軌道位置進入大氣層。列昂諾夫透過舷窗，看到艙外塗層被高溫熔化閃出的亮光。3月19日12時02分，飛船返回艙降落在烏拉爾山東北的原始森林一片積雪之中，由於手控操縱不甚精確，著陸地點偏離預定地點1300千米。他們隻得在冰天雪地裏燃起篝火度過了難熬的一夜，又凍又餓，但未發生意外危險，3月20日才被救援直升機找到。列昂諾夫因這次太空曆險飛行而被授予蘇聯英雄稱號，並永遠載人航天史冊。
10年之後，列昂諾夫還參加過一次被稱為“太空握手”的美、蘇兩艘飛船的聯袂飛行。
1975年7月15日格林威治時間12時20分，蘇聯的“聯盟”19號飛船升空，載有2名航天員瓦列裏·庫巴索夫和列昂諾夫。7個牛小時後，美國“阿波羅”18號飛船載3名航天員托馬斯·斯塔福德、唐納德·斯萊頓和萬斯·布萊德發射上天，經過51小時49分鍾的飛行，“聯盟”19號和“阿波羅”18號兩艘飛船在軌道上慢慢靠攏，最後成功地對接在一起。當對接艙的艙門打開後。列昂諾夫首先和“阿波羅”18號的指令長熱烈握手，並用英語對斯坦福德說：“很高興見到你。”全世界的電視觀眾興奮地看到了這一具有曆史意義的場景。在曆時10小時的太空互訪過程中，美、蘇兩國航天員在一起進行科學實驗，一起回答地麵新聞記者提出的問題。經過6天的聯合飛行，“聯盟”19號與“阿波羅”18號分離。7月21日，“聯盟”19號首先脫離軌道飛向地球，在哈薩克斯坦地區著陸。這是一次具有裏程碑意義的太空飛行。
列昂諾夫為此被授予宇宙金質獎章，月球背麵一座環形山以他的名字命名。他後來擔任了加加林航天員培訓中心的副主任，見證了20世紀俄羅斯載人航天的全部進程。
阿姆斯特朗
阿姆斯特朗，1930年8月5日出生於俄亥俄州瓦帕科內達市。這個地方位於美國與加拿大交界的伊利湖南岸。他從上小學起就好做空中飛行的夢，常常仿學夢中的感覺，站在床上，屏住呼吸向上跳，想一下子就飛起來。父親說他是人不是鳥，想在空中飛是癡心妄想，他自己也覺得好笑。不過他確實喜歡飛行，從9歲起就愛玩飛機圖片和飛機玩具，甚至自己攢錢買材料製作飛機模型。
阿姆斯特朗14歲開始接受飛行訓練，16歲時就獲得了飛行員證書。1949年至1952年，他在海軍當飛行員，1953年進入印第安那州的珀杜大學學習航空專業，畢業後在愛德華茲空軍基地當試飛員。他是一名優秀的噴氣式飛機駕駛員，後來參加駕駛X-15火前飛機的飛行，創造過X-15火箭飛機飛行高度和速度的世界記錄。
1962年9月，阿姆斯特朗被選為第二批9名航天員之一。4年後的1966年3月16日，他首次參加太空飛行。他擔任“雙子星座”8號飛船指令長，和航天員斯科特一起駕駛飛船進入地球軌道。在飛船繞地球飛行第4圈時，要試驗與先期發射上天的“阿金納”不載人航天器對接。由於飛船上一個推力器發生故障，引起對接後的聯合體自旋，阿姆斯特朗沉著冷靜地處理故障，解除對接，提前結束聯合飛行試驗，駕駛飛船在太平洋上濺落，緊急返回地球。
這次太空飛行隻曆時10小時42分鍾，繞地球6.5圈。由於阿姆斯特朗的勇敢和鎮靜，果斷地排除險情，避免了一場太空事故。從這次為載人登月飛行準備進行的太空對接試驗，阿姆斯特朗獲得了有益的經驗。
到1969年5月，“阿波羅”10號飛船完成載人月球軌道飛行，美國的阿波羅載人登月計劃便進入了正式的登月準備工作。美國航空航天局根據計算機記錄下的所有航天員太空飛行時的操作方法、心髒活動、判斷力、配合能力等情況以及地麵訓練成績，最後從50名航天員中選出阿姆斯特朗、奧爾德林、科林斯三人作為首批登月者，阿姆斯特朗擔任飛行指令長，奧爾德林為登月艙駕駛員，科林斯為指令艙駕駛員。他們集中在休斯敦的約翰遜航天中心進行了8次登月模擬訓練，參加了一次登月演習。一切準備就緒了。