Примечательно, что к историческому полету готовились с большим тщанием и отрабатывали его этапы сначала на земле, а потом и в воздухе. Точно так же, по прошествии десятилетий, будут готовить космонавтов. Сначала добровольцы-испытатели, близкие по своему физическому развитию намеченным участникам полета, запирались в герметичной камере, а медики измеряли скорость потребления ими кислорода и выделения углекислого газа, а также изменения влажности воздуха. На основании этих данных проектировалась система жизнеобеспечения, которая проходила обкатку опять же на практике. Уже перед самым вылетом стратостата «СССР» все кандидаты на участие в полете прошли обязательную подготовку: взлетали на аэростатах с открытыми кабинами на высоты до 6000 м – без кислородного аппарата, на высоты до 13000 м – с кислородным аппаратом. При этом во время подъема тренирующиеся подвергались всестороннему физиологическому обследованию.

В начале сентября 1933 года все было готово к рекордному полету. Ждали погоду. Но, как назло, каждый день шли дожди. Наконец вечером 21 сентября метеослужба дала «добро» на старт.

Всю ночь на Центральном московском аэродроме имени Фрунзе шла подготовка. Доставили несколько сот баллонов с водородом. Прикрепили гондолу к стропам оболочки, но перед самым стартом обнаружили, что «аппендикс» стратостата (устройство в нижней части оболочки для выпуска излишнего газа) запутался в веревках. Пожарные лестницы оказались коротки. Выручил красноармеец Терещенко. Он по стропе поднялся на высоту многоэтажного дома и оперативно устранил неисправность. Командующий ВВС СССР Яков Алкснис тут же наградил смельчака своими часами.

Начальник старта Гарканидзе скомандовал: «На поясных, дать свободу!» Красноармейцы, помогавшие на старте, отпустили поясные веревки оболочки.

Оболочка заколебалась, но... стратостат остался на месте. Роса, выпавшая из предутреннего тумана, покрыла оболочку и увеличила ее вес настолько, что подъемной силы стратостата оказалось недостаточно. Старт отложили в ожидании лучших метеоусловий.

30 сентября погода выдалась совершенно замечательная. Не растрачивая время попусту, пилоты заняли свои места в гондоле. Стратонавты Георгий Алексеевич Прокофьев (командир экипажа), Константин Дмитриевич Годунов и Эрнст Карлович Бирнбаум были облачены в синие летные комбинезоны, на головах – летные шлемы, на ногах – бурки. Парашюты уложили в сумки. Для них принесли личное оружие, термосы с напитками и свежие фрукты: апельсины с мандаринами.

В 8 часов 41 минуту Гарканидзе громко скомандовал: «Отдать гондолу!»

Первый советский стратостат начал подъем.

На высоте 3000 м входные люки закрыли. Стратостат удалялся в юго-восточном направлении. Когда достигли 11000 м, Прокофьев сообщил на командный пункт: «Москва видна великолепно.»

А стратостат тем временем продолжал набирать высоту. И вот – заветный рубеж 17000 м! Рекорд Пикара превзойден!

В 12 часов 45 минут стратостат достиг своего потолка – 19000 м. Нужно было начинать спуск. А это значительно сложнее подъема: ошибки в управлении полетом могли привести к падению стратостата и его гибели. Своевременный и экономный расход балласта обеспечивал плавный спуск со скоростью 2-3 м/с. На высоте порядка 6000 м открыли входные люки. Тут выяснилось, что конец разрывной веревки, которой нужно пользоваться для ускоренного выпуска газа во время приземления, отклонился от люка. Чтобы достать веревку, Годунов вылез из гондолы, с трудом дотянулся до конца веревки и подал его командиру экипажа. Это было похоже на опаснейший цирковой номер на невиданной высоте.

Около 17 часов стратостат снизился неподалеку от Коломны. Гайдроп (тормозной пеньковый канат) коснулся земли. На высоте в 10 м Прокофьев с помощью разрывной веревки открыл клапан выпуска водорода из оболочки, и стратостат совершил мягкую посадку. Полет, продолжавшийся 8 часов 20 минут, закончился.

Свершилось то, что еще совсем недавно считалось фантастикой. Полет имел не только научное, но и политическое значение, показав всему миру возможности Советского Союза. Константин Циолковский немедленно телеграфировал из Калуги: «От радости захлопал в ладоши. Ура „СССР.“ Циолковский.» Максим Горький тоже не отказался прокомментировать: «Смелым Вашим полетом Вы подняли свою страну еще выше в глазах пролетариата всего мира.(...) Да здравствуют бесстрашные, мужественные люди Страны Советов!»

Сравнивая успех советских воздухоплавателей с полетом профессора Пикара, «Правда» заявляла: «На американской гондоле, которая первой поднялась в стратосферу, было написано большими буквами „Пикар.“ Это был полет отдельного человека, искавшего известности для себя. На советской гондоле, которая первой поднялась на 19 км, написано „СССР“, это значит, что в полете участвует вся Советская страна.»

Создатели стратостата и его пилоты получили высокие награды. А страна встречала первых покорителей стратосферы с таким же восторгом, с каким позже встречала первых космонавтов.

Полет стратостата «СССР» произвел громадное впечатление и на Западе. «Нью-Йорк геральд трибун» писала: «Это достижение является с научной точки зрения историческим, и советская наука имеет полное право им гордиться.»

Удачные конструкционные решения, принятые при постройке стратостата, использовались в дальнейшем при разработке самолетов и даже пилотируемых космических кораблей. Так, гондола «СССР» послужила прототипом для герметичной кабины космического корабля «Восток», на котором полетел в космос Юрий Гагарин...

С 31 марта по 6 апреля 1934 года в Ленинграде проходила Первая всесоюзная конференция по изучению стратосферы.

31 октября 1933 года, во время научного собрания по подведению итогов полета стратостата «СССР», инициативная группа, состоявшая из будущего президента Академии наук СССР Сергея Ивановича Вавилова, академиков Ильи Васильевича Гребенщикова, Николая Николаевича Павловского и других ученых, обратилась в президиум Академии наук с запиской о необходимости созыва конференции. Президиум счел это предложение «целесообразным», был образован оргкомитет во главе с Вавиловым и определена программа. Выяснилось, что проблемы изучения стратосферы интересуют ученых самых разных специальностей: заявлялись доклады по аэрологии, акустике, оптике, атмосферному электричеству, геомагнетизму, полярным сияниям, космическим лучам, метеоритным явлениям, биологическим и медицинским проблемам, по перспективных технологиям изучения и освоения стратосферы.