Valery Polyakov được chọn làm phi hành gia vào năm 1972, và từ ngày 8 tháng 1 năm 1994 đến ngày 22 tháng 3 năm 1995, Valery Polyakov đã ở trên trạm vũ trụ Mir trong 437 ngày và 18 giờ, lập kỷ lục về thời gian con người ở trong không gian dài nhất. Ông đã hoàn thành hai chuyến bay vũ trụ, trải qua tổng cộng 678 ngày và 16 giờ trên quỹ đạo.

Polyakov đã du hành đến trạm vũ trụ Mir với sứ mệnh Soyuz TM-18 vào ngày 8 tháng 1 năm 1994, và dành khoảng 437 ngày để thực hiện các thí nghiệm và nghiên cứu khoa học. Trong chuyến bay này, anh đã hoàn thành hơn 7.000 quỹ đạo Trái đất. Vào ngày 9 tháng 1 năm 1995, sau 366 ngày trong không gian, Polyakov chính thức phá kỷ lục thời gian bay vào vũ trụ do Vladimir Titov và Musa Manarov lập sáu năm trước đó.

Vào ngày 22 tháng 3 năm 1995, anh quay trở lại Trái đất trên chiếc Soyuz TM-20. Khi hạ cánh, Polyakov từ chối được đưa ra khỏi khoang Soyuz, như một thực tế phổ biến là cho phép điều chỉnh lại lực kéo của trọng lực. Anh ta đã được giúp đỡ để tự trèo ra ngoài và anh ta đi bộ đến một phương tiện vận chuyển gần đó. Polyakov đã được đào tạo như một bác sĩ và muốn chứng minh rằng cơ thể con người có thể chịu đựng thời gian dài trong không gian.

Polyakov trước đó đã dành 288 ngày trong không gian trong một nhiệm vụ vào năm 1988-1989.

Thông báo của cơ quan vũ trụ Roscosmos không nêu nguyên nhân cái chết.