18 марта 1965 года он первым в истории человечества совершил выход в открытый космос с борта корабля "Восход-2", пилотируемого Павлом Беляевым.
Кроме того, Леонов был командиром "Союза-19" в июле 1975 года, когда впервые состоялась стыковка двух кораблей разных стран по программе "Союз — Аполлон".