ווסטוק 3 (ברוסית: Восток-3) הייתה החללית המאוישת השלישית בתוכנית ווסטוק ששוגרה לחלל. על סיפון החללית טס הקוסמונאוט אנדרייאן ניקולאייב. לראשונה בחלל היו בו-זמנית שתי חלליות (חללית ווסטוק 4 שוגרה למחרת).
במהלך טיסה של ווסטוק 2 גרמן טיטוב הרגיש לא טוב במשך חלק משמעותי של הטיסה. באותו זמן הסיבות לכך לא היו ברורות ולכן היה וויכוח האם להמשיך בהארכת משך הטיסות. סרגיי קורוליוב לחץ על שיגור החללית לשלושה ימים. ראשי תוכנית הכנת הקוסמונאוטים דאגו מתופעות לא ידועות והיו מעוניינים לא להאריך את משך הטיסה לתקופה כה ארוכה. בסופו של דבר לפי החלטת ניקיטה חרושצ'וב החללית שוגרה לחלל לכמעט 4 ימים.
אחת המטרות של הטיסה הייתה להשוות התנהגות של שני טייסים במצבים דומים. בהתאם לניסיון שנצבר ניקולאייב הרחיב הכנות להיבטים שונים של הטיסה במדמה טיסה. כבר ביום הראשון של הטיסה ניקולאייב שחרר את עצמו מהכיסא וריחף בתא הטייס במצב של חוסר משקל. לאחר שיגור של ווסטוק 4 החלליות התקרבו למרחק של כ-6 ק"מ ודיווחו על קשר עין. כמו כן לראשונה נוצר קשר רדיו בין החלליות.
מרכז הפיקוח הסובייטי צבר ניסיון בעבודה מול מספר חלליות בו זמנית.
במהלך הטיסה הושם דגש מיוחד על המצב הבריאותי של הקוסמונאוטים גם במהלך השינה. במשך כול הטיסה הועברו למרכז הפיקוח נתונים בריאותיים שונים.
החללית ביצעה נחיתה מוצלחת בסביבת העיר קרגנדה (בקזחסטן של היום).
ואלרי ביקובסקי היה טייס גיבוי.
קישורים חיצוניים