«Венера-3», стартовавшая 16 ноября 1965 г., имела массу 960 кг. Спускаемый на Венеру аппарат шарообразной формы диаметром 900 мм имел теплозащитное покрытие, предохраняющее от нагрева при торможении в венерианской атмосфере, и посадочный парашют. В полете было проведено 63 сеанса радиосвязи и осуществлена коррекция траектории, обеспечившая попадание аппарата на планету. После трех с половиной месяцев полета 1 марта 1966 г. аппарат впервые в мире достиг Венеры и доставил на ее поверхность сферический вымпел с изображением Герба СССР. При подлете к планете радиосвязь с этими аппаратами терялась, что не позволило завершить программу экспериментов