Это был первый орбитальный полет живых существ с успешным возвращением на Землю.
Подготовкой экспедиции руководил лично Сергей Павлович Королев. По специальной методике были отобраны 12 собак: вес - до 6 килограммов, высота - до 35 сантиметров, возраст - от двух до шести лет, светлого окраса. Беспородные Белка и Стрелка зарекомендовали себя лучшими в группе.
Вместе с ними в космосе находились 12 мышей, насекомые, растения, грибковые культуры, семена, некоторые виды микробов и другие биологические объекты. Цель эксперимента -- исследовать влияние космического полета на живые организмы, а также отработать системы жизнеобеспечения и возвращения на Землю. Полёт продолжался более 25 часов, за это время корабль совершил 17 полных витков вокруг Земли.
После полета собаки жили в Институте авиационной и космической медицины, откуда их возили на показ в детские сады и школы. Через несколько месяцев Стрелка принесла потомство -- шесть абсолютно здоровых щенков. Одного из них подарили Жаклин Кеннеди супруге Президента США.