После беседы с лидером государства Гагарин переговорил с главным конструктором Сергеем Павловичем Королёвым, который всё еще оставался на полигоне, с министром обороны Родионом Яковлевичем Малиновским и главкомом ВВС Константином Андреевичем Вершининым. И только потом представилась возможность позвонить жене Валентине Ивановне.

В 15:20 Гагарин вышел из здания штаба, сел в автомобиль, который доставил его на взлетную полосу. Уже через пять минут самолет «Ил-14» поднялся в воздух и взял курс на Куйбышев. В полете его сопровождали генерал-лейтенант Филипп Александрович Агальцов, спортивный комиссар Иван Григорьевич Борисенко, врачи и специалисты.

Член поисково-спасательного отряда полковник (в то время майор) медицинской службы Виталий Георгиевич Волович из ГНИИИ авиационной и космической медицины, прославившийся первым в истории парашютным прыжком на Северный полюс, вспоминал (цитирую по фонозаписи, сделанной 11 апреля 1983 года):

«Все, кто находился в салоне, собрались около Гагарина. Открытая улыбка, блеск глаз и какая-то особенная простота и обаяние – всё в нем привлекало людей. В салоне было тепло, и Гагарин снял свой голубой комбинезон, остался в рубашке. Там и тут из нее торчали белые хвостики проводов от датчиков, прикрепленных к телу космонавта.

„Ну, что, товарищи, вы нам сейчас не мешайте. Пора осматривать. Медицинский осмотр – это главное“. Все замолкли и сели в свои кресла. Я тем временем достал сумку и извлек необходимое для медицинского осмотра. Затем снял колпачок с авторучки и выжидающе посмотрел на Гагарина.

„Работа есть работа – будем обследоваться“, – сказал он, подставляя руку. Я наложил манжетку, накачал воздух и, прижав мембрану фонендоскопа к локтевому изгибу, начал слушать. Стрелка тонометра медленно поползла по циферблату. „Ну, как давление?“ – глазами спросил меня Гагарин. „Отличное – 125 на 70“, – сказал я вслух. „То-то“, – и Гагарин весело подмигнул. Осмотр продолжался.

Подержав градусник под мышкой, Гагарин сначала сам посмотрел и сказал: „Тридцать шесть и шесть. Полный порядок“ – и только после этого вернул его мне. Теперь надо посчитать пульс, дыхание. Я шепотом считаю, искоса поглядывая на секундомер. Всё нормально – 68 ударов в минуту. Грудь вздымается мерно и спокойно. И после каждого моего „отлично“ все улыбаются – вот он каков, наш космонавт.

Наконец осмотр окончен. Поднялся шум, посыпались вопросы. „Давайте по очереди“, – попросил космонавт. „Про невесомость расскажите, Юрий Алексеевич“. – „Во сне, бывает, взмахнешь руками и летишь – похоже, очень похоже“. Но вдруг беседа наша прервалась. Гагарин, ответив на один из вопросов, откинулся на спинку кресла и закрыл глаза. Мне казалось, что в эти мгновения он мысленно вернулся в кабину „Востока“, с которым он расстался так недавно. В салоне воцарилось молчание, все думали, что он задремал. Но Гагарин открыл глаза: „Что это вы все замолчали? Это я так, задумался на минуту“. ‹…›

Снова посыпались вопросы. „Юрий Алексеевич, напишите что-нибудь на память, очень прошу“, – смущенно улыбаясь, сказал борттехник, протягивая блокнот. „Ну что я – кинозвезда? – усмехнулся Гагарин. – Давайте, распишусь на память“. „А спортивному комиссару, – сказал Иван Григорьевич Борисенко, – сам бог велел“. „И мне, и мне“, – протянулись со всех сторон тетрадки, блокноты, записные книжки. „Ну, тогда и мне положено, Юрий Алексеевич“, – сказал я. Гагарин на мгновение задумался и быстро написал: „Передовой медицине. Ю. А. Гагарин. 12 апреля 1959 года“. Я не обратил внимания на год. И только через несколько дней я показал эту запись Юре. Он страшно удивился и тут же исправил 59 на 61. ‹…›

Кстати, о фуражке. Дело в том, что когда Гагарин поднимался в самолет, он фуражку отдал. И перед прилетом в Куйбышев он оказался без головного убора. И тот шлем, в котором он сфотографирован на Куйбышевском аэродроме, – это тот самый, в котором я прыгал с парашютом на Северном полюсе. Он в самолете был без фуражки. „Что же мне, скафандр надевать?“ – сказал он. Я отдал свой шлем».

Примерно через час после вылета из Энгельса самолет приземлился в Куйбышеве на аэродроме Безымянки. Там собралась большая толпа рабочих завода № 1, на котором изготавливались серийные ракеты «Р-7А». Чтобы избежать давки, самолет вырулил на самую дальнюю стоянку. Туда приехали на машинах местное партийное руководство и группа встречающих из Москвы во главе с Николаем Петровичем Каманиным. Пока на самолете глушили двигатели, открывали дверь, монтировали трап, количество встречающих неимоверно возросло.

Первым из самолета вышел Юрий Гагарин в серо-голубом подскафандровом комбинезоне и шлемофоне Воловича. На трапе космонавта ухитрился сфотографировать корреспондент окружной газеты «За Родину». На земле Гагарин попал в объятия Каманина и других руководителей. Тут же через толпу прорвался и обнял друга Герман Титов. После обязательных приветствий космонавта привезли на обкомовскую дачу на высоком берегу Волги, где он наконец-то пообедал нормальной едой и принял душ. Туда же к 20:00 приехали члены Госкомиссии и космонавты из лидирующей «шестерки».

В 21:00 все собрались за столом. Тосты произнесли председатель Госкомиссии Константин Руднев, Юрий Гагарин и Сергей Королёв. Банкет продолжался недолго – все были на ногах с раннего утра, и усталость взяла свое. Космонавты получили команду «отбой» и разошлись отдыхать.

В это время члены поисково-спасательного отряда героически «держали оборону» под деревней Смеловка, не давая местным подойти к спускаемому аппарату. Михаил Алексеевич Черновский рассказывал (цитирую по фонозаписи, сделанной 18 марта 1983 года):

«Прилетели мы на аэродром Энгельса примерно за 10 минут до того, как Гагарин, переговорив по телефону с Москвой, вышел из командного пункта аэродрома и прошел мимо нас в самолет Ил-14 – с букетом цветов, как сейчас помню, сел в самолет и улетел. Вот и весь момент, когда я видел Гагарина.

Мы, наш поисковый отряд и техническая группа, на вертолете вылетели на место приземления. На месте приземления были люди, которые непосредственно встретили Гагарина: колхозники и местные военные. Мне подарили фотографию с приземлением – она была еще мокрая после того, как ее отпечатали.

К вечеру оперативно-техническая группа, возглавляемая Арвидом Владимировичем Палло, сделала свою работу и улетела в Энгельс. Осталась наша группа, чтобы организовать охрану спускаемого аппарата. У меня в отряде было человек пять-шесть. Кроме того, остались члены парашютно-десантной группы. Дело к вечеру. С питанием было неважно, с собой мы не взяли практически ничего. А, кроме того, было холодно – это же апрель месяц. Разлив у реки, еще кое-где лежит снег. Спускаемый аппарат приземлился на крутом высоком берегу Волги, причем недалеко от откоса, метрах в десяти. По счастью, он не скатился вниз, тогда бы было очень трудно с ним работать. Ветерок гуляет, степь. Деревьев нет. Па счастье, был парашют. Большой парашют, на котором спускался корабль. Завернулись в парашют товарищи парашютисты и члены моей группы. А мы с командиром парашютистов пошли пешком в близлежащее село. Топлива тоже никакого не было, а ночь, мы чувствуем, не протянем там. Пришли мы в село, уже темно, стали стучаться в окна. Пошли к председателю сельсовета. Он сказал: „Сейчас всё организуем“. Вызвал шофера, велел погрузить в машину дрова, пару буханок хлеба (магазин был, к сожалению, закрыт), чтобы люди могли перекусить. Водитель попался лихой, довез нас наверх к месту приземления.