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1955年10月27日，他进入[[苏联武装力量]]服役，并在[[伏罗希洛夫第一军事飞行员学校]]中受训，在飞行学校中担任过学员排副排长。在学习期间，他的所有科目都取得了最高分，但飞机着陆科目因加加林身材矮小而受到影响。

1959年10月，他的总飞行时长达到了265小时，获得了“三级军事飞行员”资质。