Одними из самых приспособившихся собак стали Белка и Стрелка. Белка была лидером среди других собак, лучше других проходила испытания, первой подходила к мискам с едой, первой научилась лаять в случае неприятностей. Стрелка была немного замкнутой, однако очень дружелюбной. На момент полета обоим было около 2,5 лет. Сначала у Белки и Стрелки были другие имена - Альбина и Маркиза. Главнокомандующий ракетными войсками Неделин потребовал сменить имена с иностранных на русские. Как и предшественники, Белка и Стрелка проходили испытания на центрифуге, вибростенде, помещались в условиях приближенных к полетным.
Вместе с собаками в космос отправились: 12 мышей, насекомые, растения, грибковые культуры, семена кукурузы, пшеницы, гороха, лука, некоторые виды микробов и другие биообъекты.
19 августа 1960 года с космодрома Байконур осуществлен пуск ракеты-носителя, которая вывела на околоземную орбиту советский космический корабль, на борту которого находились собаки Белка и Стрелка. 20 августа 1960 года спускаемый аппарат с собаками совершил мягкую посадку на территории СССР.