La mission Spoutnik 7 de lancement de la sonde 1VA#1 le 4 février 1961 se solda par un échec et elle ne reçut donc pas la dénomination Venera. La mission Spoutnik 8 fut lancée dans la foulée le 12 février depuis le pas de tir n°5 du complexe de lancement n°1 du cosmodrome de Baïkonour et correctement mise sur une orbite de 229 × 282 km. Le quatrième étage fut le premier engin à ergols liquides à être allumé en apesanteur et réussit la mise sur trajectoire interplanétaire de la sonde 1VA#2 qui fut alors nommée Venera 1.
Très vite, la sonde présenta des dysfonctionnements de son contrôle d'attitude et dut repasser en mode de réalignement solaire pendant laquelle elle était muette. Elle ne réussit alors à communiquer ses mesures télémétriques et scientifiques que le 12 février à 30 000 et 170 000 km, puis le 17 à 1 900 000 km. Aucun autre contact ne fut obtenu par la suite malgré l'assistance de l'observatoire Jodrell Bank.
D'après les dernières télémétries effectuées, on estime qu'elle passa le 19 mai à 100 000 km de Vénus (soit 16,5 fois le rayon vénusien).
Les quelques mesures scientifiques récupérées permirent de confirmer la présence dans l'espace interplanétaire du plasma solaire découvert par Luna 1 à Luna 3 dans l'espace cislunaire.