В 17 часов 28 минут самолёт-буксировщик П-5, за штурвалом которого находился лётчик Н. Д. Фиксон, потянул ракетоплан на взлёт. Поднявшись на высоту около 2600 метров, Фёдоров отцепил буксировочный трос и произвёл запуск ракетного двигателя. За 110 секунд работы двигателя аппарат легко обогнал буксировщик и набрал ещё 300 метров высоты, после чего благополучно приземлился. 10 и 19 марта Фёдоров выполнил ещё два успешных полёта, которые подтвердили расчётные данные и надёжность двигательной установки.
Радиостанции на аппаратах не было, и лётчики могли переговариваться только знаками. Сохранился предварительный отчёт об испытаниях, написанный на жёлтой жёсткой обёрточной бумаге. Эти полёты на ракетоплане Королёва вошли в историю советской авиации как первые в стране полёты человека на аппарате с реактивным двигателем — пока ещё в пределах атмосферы. Они стали предвестниками эпохи реактивной авиации.