Герман Титов призначений у загін космонавтів 1960 року. Вибраний пілотом другого космічного корабля «Восток-2», запущеного в серпні 1961 року.
6—7 серпня 1961 року Герман Титов здійснив космічний політ тривалістю 1 доба 1 година, зробив 17 обертів навколо Землі, пролетів понад 700 тисяч кілометрів. У польоті мав позивні «Орел». Спускний апарат приземлився поблизу міста Красний КутСаратовської області. На момент польоту Герману Титову було без одного місяця 26 років, тому він наймолодший зі всіх космонавтів, що побували в космосі.
Після польоту Титов більше не літав у космос, але був учасником різних космічних програм, зокрема системи Спіраль, 1992 року пішов у відставку.
Почесна відзнака Президента України (11.04.1995) — за видатний внесок у створення ракетно-космічних систем, зміцнення міжнародного співробітництва в космічній галузі та у зв'язку з 10-річчям першого запуску ракети-носія «Зеніт»[2]