Chuyến bay lịch sử vượt không gian năm 1980.

Năm 1979, một ngã rẽ vĩ đại nữa lại đến với cuộc đời Phạm Tuân khi anh được chọn tham gia chương trình hợp tác vũ trụ quốc tế Interkosmos giữa Việt Nam và Liên Xô. Trải qua những bài kiểm tra y tế và khóa huấn luyện khắc nghiệt tại Trung tâm Đào tạo Vũ trụ Yuri Gagarin, anh đã vượt qua hàng trăm ứng cử viên xuất sắc khác.

Ngày 23/7/1980, trên con tàu vũ trụ Soyuz 37 cùng nhà du hành vũ trụ người Liên Xô Viktor V. Gorbatko, Phạm Tuân chính thức rời bệ phóng bay vào vũ trụ. Khoảnh khắc ấy, anh không chỉ mang theo niềm tự hào của riêng mình mà còn là niềm kiêu hãnh của cả dân tộc Việt Nam và nhân dân Đông Nam Á lần đầu tiên vươn tới các vì sao.