1 марта 1966 года станция Венера-3 достигла поверхности Венеры

Венера-3 летела в паре с запущенной на 4 дня ранее Венерой-2. Им не удалось передать данные о самой Венере, но были получены научные данные о космическом и околопланетном пространстве в год спокойного Солнца. Большой объем траекторных измерений имел большую ценность для изучения проблем сверхдальней связи и межпланетных перелетов.

Были изучены магнитные поля, космические лучи, потоки заряженных частиц малых энергий, потоки солнечной плазмы и их энергетические спектры, космические радиоизлучения и микрометеоры. Станция Венера-3 была запущена 16 ноября 1965 года в 4 часов 19 минут московского времени с космодрома Байконур. Станция состояла из орбитального отсека и спускаемого аппарата.

Спускаемый аппарат представлял собой сферу диаметром 90 сантиметров. В спускаемом аппарате был помещен металлический глобус Земли диаметром 70 миллиметров, внутри которого находился вымпел с изображением герба Советского Союза. В спускаемом аппарате были также установлены научные приборы. Перед запуском он был тщательно стерилизован, чтобы предотвратить биологическое загрязнение Венеры. Аппарат снабдили парашютом для мягкой посадки на поверхность Венеры.

Коррекция траектории полета станции Венера-3 была проведена 26 декабря 1965 года. В это время станция находилась на расстоянии около 13 миллионов километров от Земли. Станция достигла Венеры и врезалась в ее поверхность к востоку от кратера Мид 1 марта 1966 года. «Венера-3» стала первым космическим аппаратом, достигшим поверхности другой планеты.

За время полета со станцией Венера-3 было проведено 63 сеанса связи. Впрочем, система управления станции вышла из строя еще до подлета к Венере. Никаких данных о Венере станция не передала. За четверо суток до старта Венеры-3, 12 ноября 1965 года, была запущена станция Венера-2, которая имела такую же конструкцию, как и Венера-3. Станция Венера-2 пролетела вблизи планеты Венера на расстоянии 24 000 километров 27 февраля 1966 года, на двое суток раньше, чем станция Венера-3.