Космос-51 је лансиран са космодрома Капустин Јар, СССР, 9. децембра1964. Ракета-носач Р-12 Двина (8К63, НАТО ознака SS-4 Sandal) са додатим степеном је поставила сателит у орбиту око планете Земље. Маса сателита при лансирању је износила 350 килограма. Космос-51 је био сателит намијењен за војно и научно истраживање.