Проектанты ОКБ-1 во главе с Константином Петровичем Феоктистовым сначала приняли идею в штыки, но и на них главный конструктор нашел управу. Феоктистов вспоминал (цитирую по его книге «Траектория жизни: между вчера и завтра», 2000):

«Однажды в разговоре он [Сергей Королёв] спросил: „А что, разве нельзя в спускаемый аппарат „Востока“ двух или даже трех космонавтов поместить?“ Я ответил, что невозможно. Прежде всего потому, что уже апробированную схему посадки с катапультированием и приземлением экипажа на своих парашютах применить было нельзя. Габариты не позволяли поместить в спускаемый аппарат более одного катапультируемого кресла.

Но посадка была не главной проблемой. В то время группа авиационных инженеров во главе с [Гаем Ильичом] Северином и [Фёдором Дмитриевичем] Ткачёвым вела отработку схемы мягкой посадки корабля. Мягкой – за счет использования тормозного порохового двигателя, укрепленного на стренгах посадочного парашюта, включаемого перед касанием аппарата поверхности Земли. Так что появлялась возможность разместить в спускаемом аппарате до трех человек и осуществлять их приземление внутри спускаемого аппарата. Но как решить проблему аварийного спасения двух или трех космонавтов на старте и хотя бы в начальной фазе полета носителя? Даже если бы удалось разместить в спускаемом аппарате двух или трех человек в катапультных креслах, то врезать в оболочку шара ни два, ни даже один дополнительный люк для катапультирования невозможно. А следовательно, невозможно было бы обеспечить спасение экипажа в случае аварии ракеты на старте или на начальной фазе полета. Ведь нужны были еще два отстреливаемых люка для основной и запасной парашютных систем.

Тогда Королёв отступился. Потом он еще два-три раза возвращался к этому вопросу, и снова приходилось его убеждать, что ничего хорошего из этого не получится. Да и зачем? Мы уже вели разработку нового корабля „Союз“, который мог обеспечить полет на орбиту экипажа до трех человек и при этом должен был обладать вполне приличной системой спасения экипажа в случае аварии ракеты на любом участке полета. ‹…› Но Королёв не был бы самим собою, если бы отступился.

В феврале 1964 года он опять задал этот же вопрос. Однако теперь на крючок насадил жирного червяка. Как бы ненароком сказал, что если найдем способ посадить в „востокоподобный“ корабль двух-трех человек, то одним из них мог бы быть инженер. Я воспринял это как предложение о джентльменском соглашении. Вернувшись в отдел, заново перебрал возможные варианты. Вроде бы, если пойти на увеличение риска на старте, можно осуществить мягкую посадку корабля с тремя космонавтами, используя различные схемы аварийного спасения на разных участках полета, кроме, разумеется, начального: существо дела измениться не могло.

Появилась какая-то надежда на осуществление моей детской мечты самому отправиться в заманчивое и необыкновенное космическое путешествие. Воспоминание о детских размышлениях к тому времени, а вернее, сразу же, как только мы приступили к проектированию „Востока“, оформилось во вполне конкретное стремление. Можно даже сказать, что это стремление явилось одним из важнейших стимулов в работе».

4 февраля 1964 года Сергей Королёв получил распоряжение: новых «Востоков» больше не строить, а те четыре корабля «3КА», которые находились на Опытном заводе, переоборудовать для полета трех космонавтов. 5 февраля на представлении проекта переделанного «Востока» главный конструктор объявил, что полет возможен весной 1964 года. Однако не всё было так просто, как виделось на чертежах, и многие технические решения требовали проверки натурными испытаниями.

Генерал-лейтенант Николай Петрович Каманин записал в дневнике (цитирую по книге «Скрытый космос: Книга вторая», 1997):

«14 марта [1964 года].

Вчера на заседании Военно-промышленной комиссии Совета Министров СССР рассматривался вопрос о переделке „Востока“ в „Восход“: решили делать трехместный корабль. Поручили ВВС готовить экипаж в составе: космонавт, ученый, врач. Пуск намечается на первую половину августа.

Сегодня ‹…› два часа совещались у маршала Руденко о возможности выполнения поставленной задачи. Все единодушно согласились, что за три месяца подготовить двух пассажиров для космического полета можно. Необходимо немедленно приступать к отбору кандидатов и закончить его не позднее 30 апреля. Решили пропустить через медицинскую комиссию 30 врачей и 30 ученых, чтобы отобрать из 60 человек только 6. Мое личное мнение о предстоящем полете по этому поводу таково: подготовить пассажиров можно, есть значительная доля уверенности, что и полет трехместного корабля можно успешно выполнить, но поспешность и бесплановость, с которой это делается, отдают духом авантюризма. Всё это уже привело нашу космическую программу к большим трудностям, а может привести и к грандиозным провалам. Я понимаю, что для ‹…› Келдыша и Королёва сейчас нет другого выхода. Они должны были бы честно и прямо признать, что США догоняют СССР, что в 1964 году Америка может вырваться вперед, а в 1965 году она прочно займет ведущее место в космосе, но они всеми средствами будут оттягивать и маскировать наше поражение. Попытка быстро переделать одноместный „Восток“ в трехместный „Восход“ и посылка в космос пассажиров – это не тщательно подготовленный дальнейший шаг вперед в деле освоения космоса, а отчаянный рывок. Но за рывками часто следуют срывы, и дай Бог, чтобы мы и на этот раз не сорвались. Положение таково, что сейчас ничего лучшего и не предложишь. Придется делать всё возможное, чтобы не допустить срыва, но не всё зависит только от нас…»

Тревога Каманина понятна: от затеи и впрямь попахивает авантюризмом, а ее реализация ничего принципиально не дает для развития космонавтики. Однако Королёва интересовал не только приоритет – он надеялся, что успех, который привычно будет использован пропагандистской машиной, придаст весомость его аргументам в спорах о дальнейшем финансировании, как в старые добрые времена после полета Гагарина.

Через месяц, 13 апреля, вышло Постановление ЦК КПСС и Совета министров № 294-117сс «О подготовке пилотируемых космических кораблей», в котором предписывалось в дополнение к четырем «Востокам» («3КА»), переделываемым в трехместные корабли «Воcход» («3КВ»), изготовить еще пять модернизированных кораблей для осуществления выхода в открытый космос – «3КД».

Казалось, все организационные проблемы решены, но к середине июля выяснилось, что в первой половине августа старт трехместного «Восхода» не состоится: возникли серьезные проблемы с процедурой приземления. 9 июля спутник «Зенит-4» («Космос-34»), на котором испытывали систему мягкой посадки для корабля, приземлился в Уральских горах и катился 300 м по крутому склону, прежде чем сработал двигатель мягкой посадки. Чтобы уберечь космонавтов от такого варианта развития событий, специалисты предложили снабдить их… специальными шлемами. Королёв настаивал на решении проблемы другими способами, и к середине августа удалось накопить положительный опыт: из девяти приземлений три прошли со скоростью 7,5 м/с, а шесть – со скоростью ниже 1,5 м/с.

21 августа Сергей Королёв доложил, что работа по кораблю «3КВ» близка к завершению. Однако новые проблемы не заставили себя ждать. Сначала вышла задержка с поставкой ракеты-носителя на полигон. Затем, 29 августа, в Феодосии при подвеске спускаемого аппарата к самолету для испытаний самопроизвольно открылся люк парашютного контейнера. Пришлось разбираться, в чем причина сбоя, а испытания отложить. 7 сентября тот же люк не раскрылся вообще, и спускаемый аппарат, упав с десяти километров, разбился. Тогда же из-за отказа двигателя центрального блока «А» ракета с очередным фоторазведчиком «Зенит-4» не ушла со старта, а ведь она была точно такой же, что и подготовленная для запуска первого «Восхода».