Размеры обитаемых капсул диктовали весьма скупые параметры для отбора особей: не тяжелее семи килограммов и не выше 35 сантиметров в холке. Отбирали собак разных пород, но в итоге в числе летавших оказались исключительно дворняги. Медики объясняли это жесткими условиями выживания: всякий «двортерьер» с раннего детства закален сложной жизнью на улице, здоров и «психологически устойчив»

22 июля 1951 года советская ракета Р-1 (модернизированная немецкая "ФАУ") на полигоне Капустин Яр впервые в истории человечества подняла живые существа - собак Цыгана и Дезика - на высоту 87 километров 70 метров. Поведение животных в полете фиксировалось на пленку с помощью датчиков, соединенных с бортовыми самописцами, производилась регистрация пульса, частоты дыхания и т. д. Это были первые живые существа с планеты Земля, которые преодолели линию Кармана и возвратились назад живыми.

Первая собака-космонавт отправилась в орбитальный полет 3 ноября 1957 года – это была двухлетняя Лайка. Спутник Лайки сгорел в атмосфере в апреле 1958 года, но подробности этой истории получили широкую огласку лишь в 2002 году. Недавно Лайке был поставлен памятник на территории Института военной медицины, а мемориальная доска в ее честь на здании гласит: «... первое живое существо, совершившее полет в космос».

28 июля 1960 года Советский Союз предпринял попытку запустить на орбиту возвращаемую капсулу с собаками Чайкой и Лисичкой. На 29-й секунде вывода развалилась первая ступень ракеты. Они взорвались вместе с ракетой.

Самые известные "космические собаки" - Белка и Стрелка были запущены СССР в корабле "Спутник-5" на орбиту 19 августа 1960 года, и благополучно вернулись на Землю, полёт продолжался более 25 часов, за время которого корабль совершил 17 полных витков вокруг Земли.

Уголёк и Ветерок - беспородные собаки, запущенные в космос с 31й Королёвской площадки (СССР) в 1 час 30 минут ночи 22 февраля 1966 года на биоспутнике «Космос-110». Продолжительность полёта составила 23 дня. Когда с собак сняли капроновые костюмы, оказалось, что у собак нет шерсти — только голая кожа, опрелости и пролежни. Собаки не стояли на ногах и были очень слабыми, у обеих были сильное сердцебиение и постоянная жажда. Через некоторое время собаки уже бегали по территории института, как обычные дворовые собаки.