Центр организовали по приказу Константина Вершинина, который на то время занимал пост Главнокомандующего ВВС, и сначала представлял собой воинскую часть по подготовке космонавтов.
Первым начальником ЦПК стал полковник медицинской службы Евгений Карпов. С марта началась подготовка первых советских космонавтов, в которой участвовало 20 человек: 9 летчиков ВВС, 6 летчиков Противовоздушной обороны (ПВО) и 5 летчиков морской авиации (ВМФ).
Первый отряд космонавтов был создан 7 марта 1960 года. Сначала в него вошли 12 человек: Валерий Быковский, Иван Аникеев, Борис Волынов, Владимир Комаров, Виктор Горбатко, Алексей Леонов, Андриян Николаев, Григорий Нелюбов, Павел Попович, Георгий Шонин, Герман Титов и Юрий Гагарин. Позже их ряды пополнили еще восемь космических пилотов: Анатолий Карташов, Дмитрий Заикин, Павел Беляев, Валентин Филатьев, Валентин Бондаренко, Марс Рафиков, Валентин Варламов и Евгений Хрунов.
Уже летом была отобрана группа по подготовке первого полета человека в космос. В нее вошли шесть летчиков: Юрий Гагарин, Герман Титов, Андриян Николаев, Павел Попович, Григорий Нелюбов и Валерий Быковский.
17-18 января 1961 года все члены группы успешно сдали экзамен. Но было решено, что в космос отправится именно Юрий Гагарин. Величайшее событие в советской космонавтике состоялось 12 апреля 1961 года. Впервые в истории человек побывал в космосе, сделал оборот вокруг Земли и успешно приземлился.
Юрий Гагарин стал необычайно популярной личностью не только на Родине, но и во всем мире. После трагической смерти первого космонавта в 1968 году, его фамилию увековечили в названиях улиц и проспектов всего Советского Союза. В его честь назван город в Смоленской области, на вотчине космонавта. Во многих городах установлены памятники. Имя первого российского космонавта носит муниципальный округ Севастополя, проспект и улица, есть памятник.