Dia diluncurkan pada misi pertamanya pada Agustus 1988, menghabiskan delapan bulan di orbit.
Itu adalah penerbangannya enam tahun kemudian yang membuat Polyakov mendapatkan rekornya untuk perjalanan terlama ke luar angkasa, yang masih bertahan hingga hari ini.
Polyakov tinggal dan bekerja di stasiun luar angkasa Mir dari 8 Januari 1994 hingga 22 Maret 1995, dilaporkan mengorbit Bumi lebih dari 7.000 kali.
Dia kemudian mengatakan bahwa durasi perjalanan itu setara dengan perjalanan ke Mars dan kembali.
Saat hendak kembali ke Bumi, dia menolak tawaran untuk dibawa melalui kapsulnya, yang merupakan praktik standar saat astronot menyesuaikan diri dengan gravitasi di Bumi. Sebaliknya, dia memilih memanjat keluar dengan bantuan orang lain.