16 ноября 1965 года был осуществлен запуск станции «Венера-3», которая 1 марта 1966 года достигла поверхности Венеры.
Станция «Венера-3» состояла из орбитального отсека и спускаемого аппарата - сферы диаметром 90 сантиметров. В нём нее был помещён металлический глобус Земли диаметром 70 миллиметров, внутри которого находился вымпел с изображением герба Советского Союза. Также в аппарате были установлены научные приборы.
За время полета со станцией «Венера-3» было проведено 63 сеанса связи. Были получены научные данные о магнитных полях, космических лучах, потоках заряженных частиц малых энергий, потоках солнечной плазмы и их энергетических спектрах, космических радиоизлучениях и микрометеорах.