1957年11月3日、専用の宇宙服を着たライカはソ連の宇宙船スプートニク2号に搭乗し、カザフスタンのバイコヌール宇宙基地から宇宙へ出発した。大気圏に再突入する装備が無かったスプートニク2号は打ち上げから162日後、大気圏に突入して崩壊した。
片道切符の宇宙旅行だったものの、ライカは人類の宇宙進出へ貢献。1961年、ユーリ・ガガーリンが人類初の宇宙飛行に成功した。
当初、公式発表ではライカは打ち上げから1週間後、ミッション完了時に薬物によって安楽死させられたことになっていた。しかし40年以上経ってから、ライカは打ち上げの数時間後、熱制御システムの故障によるショックと過熱で死亡していたことが明らかになった。