“奥萨维亚基姆一号”升空仪式
用生命创下的高度记录1月30日，升空试验在莫斯科附近的马蒂洛沃机场举行。在“奥萨维亚基姆一号”发射前，苏联气象学家们根据无线电探空仪，报告了试验场地上空的天气非常令人满意，一切都有利于试验的开展。
莫斯科时间9时07分，费多森科、乌西斯金和瓦森科驾驶气球正式升空。“奥萨维亚基姆一号”很快与地面机场进行了无线电联系。9点56分，根据机载高度计，气球高度达到了15000米。在17700米左右的高度，气球外壳扩展成一个近乎完美的球体，最终在19500米达到静态平衡，一切完全符合设计要求。这时，苏联探险者们早已打破当时美国海军（1933年11月20日创造）创下的人类高度记录。但是他们并没有满足，指挥官费多森科很快卸下了310公斤的压舱物，气球继续攀升。
10点50分，气球通过了20500米的原先设计高度。这一时刻和高度，后来被标记为“不可返回点”。在20500米高度上，“奥萨维亚基姆一号”携带的压舱物刚好足以稳定下降速度。进一步的上升，和不可避免的氢损失，将使得这些措施失效。三名探险者唯一的逃生路线是通过个人降落伞，但还必须手动才能打开设计笨拙的舱门。
费多森科、乌西斯金和瓦森科
11时45分左右，“奥萨维亚基姆一号”报告已经达到20600米，并在这个高度徘徊了近一个小时。随后，气球开始继续攀升。
12点23分，“奥萨维亚基姆一号”达到了22000米的最高高度。但是，悲剧在这时已经悄悄开始发生。当时，人类还没有真正重视平流层的太阳辐射问题。由于空气的稀薄，平流层的太阳光辐射比地面强烈得多，导致气球中的氢气被加热到了大约54摄氏度，大大高于周围寒冷空气的温度。这样，氢气就发生了超出预想的膨胀，为避免爆炸，超过极限的氢气自动通过减压阀被释放出来。在下降过程中，剩余的氢冷却并收缩，气球将逐渐失去浮力。
12时45分，“奥萨维亚基姆一号”打开放气阀3分钟，开始下降返回的过程。然而，氢气球的下降过程却完全脱离了计划。从22000米降落到18000米足足花费了2个多小时。在这个高度上，垂直下降速度应保持在每秒1米的安全稳定水平。然而在开始阶段，气球下降速度过慢，导致剩余氢气因冷却而收缩了体积，气球的浮力大大下降。
美国平流层气球
在14000米高度，“奥萨维亚基姆一号”的下降速度突然增快，13400米时已达到每秒2米。此时，剩余氢气的浮力已减少到1300-1400公斤，而气球的重量估计仍为2120公斤。三名探险者开始丢弃所有压舱物，但仍无法减慢气球下降的速度。16时05分到16时10分左右，经过12000米高度后，气球下降速度已经彻底失控。在8000米，气球与缆绳脱落解体，导致缆绳下的密封舱进入自由落体状态。
最终，“奥萨维亚基姆一号”的密封舱，坠落在了发射点以东470公里的莫尔多维亚因萨尔，三名探险者全部遇难。在密封舱内，瓦森科的一块手表停在16时23分，据推测这是撞击发生的时刻。
“奥萨维亚基姆一号”的诸般设计缺陷，在这次坠落事故中暴露无遗。原本密封舱内有一吨的压舱物，被安置于压舱卸料槽内，但是释放的方式非常慢，全部卸掉足足需要一个小时。如果能及时卸掉全部压舱物，就有可能挽救三名乘员，但时间明显是不够的。此外，人工很难打开的舱门也杜绝了乘员们用降落伞逃生的可能。
坠落的“奥萨维亚基姆一号”密封舱
苏联最高级别葬礼：斯大林等三名最高*亲自抬棺遇难的三名探险家，接受了苏联的国家最高级别葬礼。2月2日，三人的葬礼仪式在莫斯科红场举行。国家最高*斯大林、伏罗希洛夫和莫洛托夫亲自捧着费多森科、乌西斯金和瓦森科的骨灰盒，将三人安葬在克里姆林宫的墙上。这种隆重的集体葬礼，在斯大林时代的红场是最后一次。直到1971年“联盟11号”飞船事故导致三名宇航员遇难，莫斯科红场才再次进行了类似的隆重葬礼。
三名遇难探险家死后被授予列宁勋章。坠机地点附近的村庄，按乌西斯金的名字改为乌西基诺（Usyskino）。此外，苏联各地城市有不少街道和广场，也以遇难探险家的名字命名。
