Проект был окончательно одобрен на советско-американской встрече на высшем уровне в мае 1972 года, что нашло отражение в Соглашении о сотрудничестве в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях, заключенном на срок пять лет. Совместный полет, где предполагалось испытать новое оборудование, был назначен на 1975 год. Так и появился ЭПАС (Экспериментальный полет «Аполлон» – «Союз»).
На решение всех технических проблем специалистам потребовалось около трех лет. Но до самого последнего момента не было окончательной уверенности, что испытание состоится. И основной причиной этого была не техника, а политика. Очень многие события, происшедшие за эти три года, могли повлиять на исход дела.
Отношения между СССР и США не один раз претерпевали серьезные изменения: от «дружбы» в мае 1972 года до прямой конфронтации в октябре 1973 года, когда на Ближнем Востоке вспыхнула новая война между Израилем и арабскими странами; от Уотергейтского скандала до Владивостокских договоренностей. Но, несмотря на взлеты и падения, работы по ЭПАСу двигались в нужном направлении.
В 1973 году были утверждены экипажи кораблей. Командиром основного экипажа корабля «Союз» был назначен Алексей Леонов – первый человек, совершивший выход в открытый космос. Его напарником стал Валерий Кубасов. Дублерами Леонова и Кубасова были названы Анатолий Филипченко и Николай Рукавишников. Были сформированы и два резервных экипажа: Юрий Романенко и Александр Иванченков, Владимир Джанибеков и Борис Андреев.
Основным экипажем корабля «Аполлон» командовал Томас Стаффорд, ветеран трех космических полетов, в том числе полета к Луне на корабле «Аполлон-10». Дональд Слейтон стал пилотом стыковочного отсека корабля, а Вэнс Бранд – пилотом отсека экипажа. Дублерами для «Аполлона» были названы Алан Бин, Рональд Эванс и Джек Лусма. В резервный экипаж вошли Юджин Сернан, Кэрол Бобко (Karol Bobko) и Роберт Овермейер (Rober Overmyer).
Восемь космонавтов и девять астронавтов провели тренировки по всем аспектам совместного полета. В процессе тренировок советские специалисты ознакомили астронавтов США с кораблем «Союз» в Центре подготовки космонавтов имени Юрия Гагарина, а советские космонавты обучались на тренажере корабля «Аполлон» в Центре пилотируемых полетов в Хьюстоне.
Совместный полет начался безупречным во всех отношениях стартом корабля «Союз», запущенного 15 июля 1975 года в 12 часов 20 минут по Гринвичу. Впервые в истории запуск советского космического корабля транслировался по телевизору в прямом эфире.
Во время маневров на четвертом и семнадцатом витках Леонов сформировал круговую монтажную орбиту высотой 225 километров. Эти маневры были успешными. Максимальное отклонение монтажной орбиты от установленной совместными документами составило 250 метров при допустимой величине 1,5 километра, время достижения кораблем данной точки орбиты отличалось от расчетного на 7,5 секунды при допустимой величине отклонения 90 секунд.
Через 7 часов 30 минут после старта корабля «Союз» ракета-носитель «Сатурн-1Б» вывела корабль «Аполлон» на орбиту с параметрами 149 и 167 километров с тем же наклонением, что и орбита «Союза». Через час после выведения астронавты приступили к транспортным и стыковочным операциям, чтобы извлечь стыковочный отсек из ракеты-носителя, и выполнили серию фазирующих маневров для подготовки к стыковке с кораблем «Союз».
Небольшие затруднения, которые возникли на обоих кораблях, были успешно преодолены и не смогли оказать влияния на результаты полета. Астронавтам сначала не удалось провести демонтаж стыковочного механизма на входе в стыковочный отсек. Но с этой проблемой сталкивались и раньше, во время одного из полетов на Луну, поэтому она уже не виделась такой страшной. Неполадки на борту «Союза» относились к работе телевизионных камер и также не оказывали влияния на ход полета. Другие проблемы на борту «Аполлона» – неполадки системы удаления мочи, пузырек инертного газа в одной из топливных магистралей, зацепившийся москит, совершивший полет в космос, – были еще менее существенными.
Стыковка на орбите 17 июля была самым напряженным моментом полета. Роль активного корабля выполнял «Аполлон». Стыковка состоялась на несколько минут раньше намеченного срока. Это была решающая фаза программы ЭПАС. Испытание в реальных космических условиях новой совместимой системы стыковки прошло успешно. Потом были переходы астронавтов и космонавтов из корабля в корабль, совместные застолья, обращения к участникам полета Генерального секретаря ЦК КПСС Леонида Брежнева и президента США Джеральда Форда, совместные эксперименты.
За первой расстыковкой двух кораблей последовала повторная стыковка, в которой роли кораблей поменялись и стыковочный агрегат «Союза» стал активным. Успешной повторной стыковкой завершилась проверка андрогинной системы стыковки.