聯盟11號于莫斯科時間1971年6月初在拜科努爾航天發射場由聯盟號運載火箭發射升空。 該飛船執行的任務十分重要：按計劃， 聯盟11號應與蘇聯發射的世界上第一個也是蘇聯第一代空間站禮炮1號對接， 并讓3名宇航員進入空間站站內。 在美國率先登上月球之后， 蘇聯高層和航天部門已經放棄了自己的載人登月計劃， 轉而發展更有實用價值的近地軌道空間站。 就在1個多月前， 聯盟10號飛船第一次嘗試與禮炮1號對接成功， 但由于轉移艙技術故障未能使宇航員進入太空站。
聯盟11號的3人宇航員小組包括：指令長格奧爾基·多勃羅沃利斯基，
6月30日， 前蘇聯聯盟11號宇宙飛船按照地面指令啟動返回程序， 返回艙與軌道艙、服務艙成功分離后再入大氣層。 但就是這次再普通不過的艙段分離導致返回艙的壓力閥門被震開， 返回艙內的空氣從該處泄漏， 導致艙內迅速減壓。 此時飛船距離地面高度為168千米。
幾秒后， 氣壓即已經下降到致命的程度。 由于壓力閥門位于宇航員座椅下面， 只有拆除座位才能封堵閥門， 這項工作只能在地面完成。 40秒后飛行數據記錄器中的生物傳感器顯示宇航員死亡；212秒后，
當位于哈薩克斯坦草原的回收隊發現返回艙時， 從外觀看沒有任何異常。 返回艙在降落傘減速下安然著陸。 搜救隊員按照流程敲擊飛船艙壁， 但卻沒有等到宇航員的敲擊回應。 當他們打開了艙門后， 只看到3名已經遇難的宇航員。
這次事故的原因是飛船設計不合理。 首先是座艙擁擠， 3人布局的艙內空間根本不允許宇航員穿著宇航服乘坐。 當時聯盟號返回程序就明確規定， 宇航員在返回前必須脫掉航天服。 對此設計和程序， 不少科學家當時就反對， 但航天部門的領導人不接受正確意見。 為此， 蘇聯航天負責人卡馬寧將軍被撤職。 其次， 對飛船一些分系統的失效分析不足， 也未考慮在軌處置方案。
這一事故是蘇聯載人航天活動中最為悲慘的一次。 事發后， 聯盟號飛船中斷飛行達2年3個月。 在美蘇太空競爭的壓力下， 科羅廖夫的團隊也沒有時間推翻聯盟號飛船的總體設計， 只好將乘員從3人減為2人， 以便宇航員能穿著宇航服操縱飛船。 此外還增加1套生命保障設備。
此后， 航天部門決定不再向禮炮1號發射飛船。 飛控中心在1971年10月的第十一天， 也就是禮炮1號入軌175天后發出降軌指令， 使其受控再入太平洋上空的大氣層燒毀。