14 апреля 1961 года Указом Президиума Верховного Совета СССР было учреждено звание «Летчик-космонавт СССР» в ознаменование первого в мире полета человека в космос, совершенного гражданином Советского Союза Юрием Гагариным на космическом корабле «Восток» 12 апреля 1961 года, а Указом Президиума Верховного Совета СССР от 11 мая 1961 года было утверждено Положение о звании «Летчик-космонавт СССР» и описание нагрудного знака «Летчик-космонавт СССР».
Согласно Положению звание «Летчик-космонавт СССР» присваивалось Президиумом Верховного Совета СССР летчикам-космонавтам, совершившим выдающиеся полеты в космос, по представлению Министра обороны СССР. Лицам, удостоенным звания, вручалась грамота Президиума Верховного Совета СССР и нагрудный знак «Летчик-космонавт СССР», который носится на правой стороне груди и при наличии у лиц, удостоенных этого звания, орденов СССР размещается над ними.
Нагрудный знак «Летчик-космонавт СССР» представляет собой серебряный пятиугольник с выпуклым позолоченным ободком. Ширина знака 25 миллиметров, высота – 23,8 миллиметра. В центре знака располагается изображение земного шара с обозначенной красным цветом территорией Союза ССР. Земной шар опоясан золотой орбитой со спутником на ней. Из звездочки, обозначающей Москву, выходит вторая золотая орбита, переходящая в эмалевый шлейф золотого космического корабля, устремляющегося в межпланетное пространство. В нижней части знака расположены две выпуклые золотые лавровые ветви. На оборотной стороне нагрудного знака – надпись «Учреждено Указом Президиума Верховного Совета СССР
14 апреля 1961 г.» и номер знака.
К знаку прилагалось удостоверение с фотографией космонавта и датой Указа Президиума Верховного Совета СССР о присвоении звания; номер врученного нагрудного знака и номер удостоверения совпадали.
Гагарину был выдан нагрудный знак № 1.
В период с 1961 года по 1979 год порядковые номера советских космонавтов (по очередности полетов) совпадали с выдаваемыми им номерами нагрудных знаков «Летчик-космонавт СССР». С 1980 года у многих советских космонавтов номер знака не соответствует их порядковому номеру, так как полеты на орбитальных станциях стали выполнять не только основные длительные экспедиции, но и кратковременные экспедиции посещения. Космонавтам экспедиций посещения, как правило, почетное звание присваивалось до того, как на землю возвращался основной экипаж, стартовавший раньше.
Всего в период с 1961 года по 1991 год в космос слетало 72 гражданина СССР, и все они были удостоены звания «Летчик-космонавт СССР». Последним летчиком-космонавтом СССР (знак №72) 10 октября 1991 года стал Токтар Аубакиров.
В декабре 1991 года прекратил существование Советский Союз. Его правопреемницей в космической деятельности стала Российская Федерация (РФ).
20 марта 1992 года законом РФ, подписанным Президентом России, было установлено почетное звание «Летчик-космонавт Российской Федерации». Этим же законом были утверждены Положение о почетном звании «Летчик-космонавт Российской Федерации» и описание нагрудного знака «Летчик-космонавт Российской Федерации».
Новый нагрудный знак отличается от прежнего только российской символикой. Нумеровать российских космонавтов стали заново. Знак № 1 получил возвратившийся 10 августа 1992 года из первого космического полета Александр Калери.
