Корабль был оснащен надувной шлюзовой камерой "Волга". Перед стартом камера складывалась и имела размеры 70 см в диаметре и 77 - в длину. В космосе камера надувалась и имела следующие размеры: 2,5 метра в длину, внутренний диаметр - 1 метр, внешний - 1,2 метра. Масса камеры - 250 кг. Перед сходом с орбиты камера отстреливалась от корабля.
Для выхода в космос был разработан скафандр "Беркут". Он обеспечивал пребывание в открытом космосе в течение 30 минут. Первый же выход занял 23 минуту 41 секунду (вне корабля 12 минут 9 секунд).

Интересно, что тренировки перед этим полетом проводились на борту самолета Ту-104АК, в котором был установлен макет корабля "Восход-2" в натуральную величину с реальной шлюзовой камерой (именно она и полетела в космос позже). При полете самолета по параболической траектории, когда на несколько минут в салоне наступала невесомость, космонавты отрабатывали выход в скафандре через шлюзовую камеру.
"Восход-2" стартовал 18 марта 1965 г. в 10:00 по Москве. Шлюзовая камера была надута уже на первом витке. Оба космонавта были в скафандрах. По программе Беляев должен был помочь Леонову вернуться в корабль в случае возникновения нештатной ситуации.

Выход в космос начался на втором витке. Леонов перебрался в шлюзовую камеру и Беляев закрыл за ним люк. Затем воздух из камеры был стравлен и в 11:32:54 Беляев со своего пульта в корабле открыл наружный люк шлюзовой камеры. В 11:34:51 Алексей Леонов покинул шлюз и оказался в открытом космосе.

Пять раз он удалялся и приближался к кораблю на фале, длиной 5,35 м.

Цитата:
Скафандр А.А.Леонова после пребывания в космосе потерял свою гибкость и не позволял космонавту войти в люк. А.А.Леонов делал попытку за попыткой, но безрезультатно. Положение осложнялось тем, что запас кислорода в скафандре был рассчитан всего на двадцать минут, и каждая неудача повышала степень риска для жизни космонавта. Леонов ограничил расход кислорода, но от волнения и нагрузок его пульс и частота дыхания резко возросли, а значит, и кислорода требовалось больше. С.П.Королев пытался его успокоить, вселить уверенность. На Земле слышали доклады А.А.Леонова: «Я не могу, я снова не смог».
По циклограмме Алексей должен был вплыть в камеру ногами, затем, полностью войдя в шлюз, закрыть за собой люк и загерметизировать его. В реальности ему пришлось стравить воздух из скафандра почти до критического давления. После нескольких попыток космонавт решил «вплыть» в кабину лицом вперед. Это ему удалось, но при этом он ударился стеклом гермошлема о ее стенку. Это было страшно — ведь стекло могло лопнуть. В 08:49 UTCвыходной люк шлюзовой камеры был закрыт а в 08:52 UTC начался наддув шлюзовой камеры.

После возвращения в корабль неприятности продолжились. Вот как описывает события Алексей Архипович:

"...начало расти парциальное давление кислорода (в кабине), которое дошло до 460 мм и продолжало расти. Это при норме 160 мм! Но ведь 460 мм - это гремучий газ, ведь Бондаренко сгорел на этом... Вначале мы в оцепенении сидели. Все понимали, но сделать почти ничего не могли: до конца убрали влажность, убрали температуру (стало 10-12°). А давление растет... Малейшая искра - и все превратилось бы в молекулярное состояние, и мы это понимали. Семь часов в таком состоянии, а потом заснули... видимо, от стресса. Потом мы разобрались, что я шлангом от скафандра задел за тумблер наддува... Что произошло фактически? Поскольку корабль был долгое время стабилизирован относительно Солнца, то, естественно, возникла деформация; ведь с одной стороны охлаждение до -140°С, с другой нагрев до +150°С... Датчики закрытия люка сработали, но осталась щель. Система регенерации начала нагнетать давление, и кислород стал расти, мы его не успевали потреблять... Общее давление достигло 920 мм. Эти несколько тонн давления придавили люк - и рост давления прекратился. Потом давление стало падать на глазах."

Дальше больше. ТДУ (тормозная двигательная установка) не сработала в автоматическом режиме и корабль продолжал полет. Экипажу дали команду сажать корабль в ручном режиме на 18 или 22 витке. Далее снова цитата Леонова:

"Мы шли над Москвой, наклонение 65°. Надо было садиться именно на этом витке, и мы сами выбрали район для посадки - в 150 км от Соликамска с курсовым углом 270°, потому что там была тайга. Никаких предприятий, никаких линий электропередач. Могли сесть в Харькове, в Казани, в Москве, но это было опасно. Версия, что мы туда попали из-за нарушения балансировки, - полная ерунда. Мы сами выбрали место посадки, так как это было безопаснее и возможные отклонения в работе двигателя смещали точку посадки тоже в безопасные районы. Только в Китай нельзя было садиться - тогда отношения были очень напряженными. В результате при скорости 28000 км/ч мы сели всего в 80 км от нами же рассчитанной точки. Это хороший результат. А резервных мест посадки тогда не было. И нас там не ждали...
Когда мы приземлились, нас нашли не сразу... Мы сидели в скафандрах двое суток, у нас не было другой одежды. На третьи сутки нас оттуда вытащили. Из-за пота у меня в скафандре было по колено влаги, примерно 6 литров. Так в ногах и булькало. Потом, уже ночью, я говорю Паше: «Ну все, я замерз». Мы сняли скафандры, разделись догола, выжали белье, надели его вновь. Затем спороли экранно-вакуумную теплоизоляцию. Всю жесткую часть выбросили, а остальное надели на себя. Это девять слоев алюминизированной фольги, покрытой сверху дедероном. Сверху обмотались парашютными стропами, как две сосиски. И так остались там на ночь. А в 12 дня прилетел вертолет, который сел в 9 км. Другой вертолет в корзинке спустил прямо к нам Юру Лыгина. Потом к нам пришли на лыжах Слава Волков (Владислав Волков, будущий космонавт ЦКБЭМ) и другие. Они привезли нам теплую одежду, налили коньяка, а мы им свой спирт отдали - и жизнь стала веселее. Костер развели, котел поставили. Мы помылись. Часа за два срубили нам маленькую избушку, где мы и переночевали нормально. Там даже постель была"

И все же, несмотря на все проблемы, возникшие во время полета, это был первый, самый первый выход человека в космическое пространство. Вот как Алексей Леонов описывает свои впечатления:

Я хочу вам сказать, что картина космической бездны, которую я увидел, своей грандиозностью, необъятностью, яркостью красок и резкостью контрастов чистой темноты с ослепительным сиянием звезд просто поразила и очаровала меня. В довершение картины представьте себе - на этом фоне я вижу наш советский корабль, озаренный ярким светом солнечных лучей. Когда я выходил из шлюза, то ощутил мощный поток света и тепла, напоминающий электросварку. Надо мной было черное небо и яркие немигающие звезды. Солнце представлялось мне, как раскаленный огненный диск...

А теперь на МКС для астронавтов-космонавтов выходы в открытый в космос стали обычной рабочей операцией.