سایوز- ۴ و سایوز- ۵ در تاریخ ۱۶ ژانویه ۱۹۶۹ (۲۶ دی‌ماه ۱۳۴۷) نخستین ترازیابی فضایی و اتصال کامل و موفق بین دو فضاپیما را در مدار زمین ثبت کردند.
در آن زمان تونل‌های اتصالی برای لنگر انداختن فضاپیماها ایجاد نشده بود، بنابراین انتقال سرنشینان از طریق پیاده‌روی فضایی دشوار بود.
اهداف این مأموریت مشابه اهداف برنامه‌ریزی‌شده برای آپولو- ۹ بود. البته مشکل تونل‌های اتصال روسی‌ها همچنان باقی ماند تا اینکه آمریکایی‌ها توانستند در پروژه‌های آپولو آن را حل کنند.
سایوز سه سرنشین داشت. دو فضانورد، یوگنی خرونوف و الکسی یلیسیف، در سی‌وپنجمین گردش آن به مدار، فضاپیما را ترک کردند و پس از یک پیاده‌روی وارد سایوز- ۴ شدند. خرونوف زودتر خارج و منتقل شد و یلیسیف پس از آن پیاده‌روی خود را آغاز کرد.
بوریس وولینوف فراموش کرد که دوربین را در جای خود نصب کند و این سهل‌انگاری موجب شد تا این رویداد مهم و تاریخی ثبت نشود.
دو فضانورد راهپیما، روزنامه‌ها، نامه‌ها و تلگراف‌هایی را که در سایوز- ۴ چاپ شده بود، گرفتند تا ثابت کنند که این انتقال انجام شده است.
این مأموریت به روس‌ها اعتماد‌به‌نفس کافی برای رسیدن به طرح‌های بلندپروازنه خود و فتح ماه را داد.
سایوز- ۴ پس از چهار ساعت و ۳۵ دقیقه پهلوگیری کنار سایوز- ۵، در ۱۷ ژانویه ۱۹۶۹ به زمین نشست. بوریس ولینوف در فضاپیما ماند و روز بعد فرود آمد.
اما این فرود با درهم‌پیچیدن چترهای نجات باعث برخورد شدیدی شد که برخی از دندان‌های ولینوف را شکست. او با علم به اینکه ساعاتی طول می‌کشد تا تیم نجات برسد، شروع به پیاده‌روی کرد تا از یک فرد محلی کمک بگیرد. ولینوف هفت سال بعد دوباره در سایوز۲۱ پرواز کرد.
