联盟11号于莫斯科时间1971年6月初在拜科努尔航天发射场由联盟号运载火箭发射升空。该飞船执行的任务十分重要：按计划，联盟11号应与苏联发射的世界上第一个也是苏联第一代空间站礼炮1号对接，并让3名宇航员进入空间站站内。在美国率先登上月球之后，苏联高层和航天部门已经放弃了自己的载人登月计划，转而发展更有实用价值的近地轨道空间站。就在1个多月前，联盟10号飞船第一次尝试与礼炮1号对接成功，但由于转移舱技术故障未能使宇航员进入太空站。

联盟11号的3人宇航员小组包括：指令长格奥尔基·多勃罗沃利斯基，实验工程师维克托·帕查耶夫和飞行工程师弗拉季斯拉夫·沃尔科夫。飞船于6月7日与礼炮1号成功对接。6月7日10时45分，3名宇航员成功进入空间站。

6月30日，前苏联联盟11号宇宙飞船按照地面指令启动返回程序，返回舱与轨道舱、服务舱成功分离后再入大气层。但就是这次再普通不过的舱段分离导致返回舱的压力阀门被震开，返回舱内的空气从该处泄漏，导致舱内迅速减压。此时飞船距离地面高度为168千米。

几秒后，气压即已经下降到致命的程度。由于压力阀门位于宇航员座椅下面，只有拆除座位才能封堵阀门，这项工作只能在地面完成。40秒后飞行数据记录器中的生物传感器显示宇航员死亡；212秒后，舱内气压降到0。

当位于哈萨克斯坦草原的回收队发现返回舱时，从外观看没有任何异常。返回舱在降落伞减速下安然着陆。搜救队员按照流程敲击飞船舱壁，但却没有等到宇航员的敲击回应。当他们打开了舱门后，只看到3名已经遇难的宇航员。

这次事故的原因是飞船设计不合理。首先是座舱拥挤，3人布局的舱内空间根本不允许宇航员穿着宇航服乘坐。当时联盟号返回程序就明确规定，宇航员在返回前必须脱掉航天服。对此设计和程序，不少科学家当时就反对，但航天部门的领导人不接受正确意见。为此，苏联航天负责人卡马宁将军被撤职。其次，对飞船一些分系统的失效分析不足，也未考虑在轨处置方案。

这一事故是苏联载人航天活动中最为悲惨的一次。事发后，联盟号飞船中断飞行达2年3个月。在美苏太空竞争的压力下，科罗廖夫的团队也没有时间推翻联盟号飞船的总体设计，只好将乘员从3人减为2人，以便宇航员能穿着宇航服操纵飞船。此外还增加1套生命保障设备。

此后，航天部门决定不再向礼炮1号发射飞船。飞控中心在1971年10月的第十一天，也就是礼炮1号入轨175天后发出降轨指令，使其受控再入太平洋上空的大气层烧毁。