В 17:15 мск 27 мая Сергей Кудь-Сверчков и Сергей Микаев вышли в открытый космос с борта Международной космической станции. Выход продолжался 6 часов 6 минут и закончился в 23:21 мск. Находившийся в это время на борту станции Андрей Федяев помогал космонавтам, перемещая их на роботической руке ERA. Для Кудь-Сверчкова это был второй выход в открытый космос, для Микаева — первый.
Главными целями выхода была установка радиотелескопа «Солнце-Терагерц» на модуль «Звезда», снятие кассеты с результатами эксперимента по выращиванию полупроводников с модуля «Наука» и снятие с модуля «Поиск» третьего контейнера от эксперимента «Биориск-МСН».
Интересный факт: наземные операторы использовали номера, называя тезок-космонавтов: «Сергей 1» для Кудь-Сверчкова, командира миссии и самой станции на данный момент, и «Сергей 2» для Микаева. На трансляции их можно было различить по полоскам на скафандрах: у командира они были красные, а у Микаева — синие.
«Сергей 1» в начале выхода развернул бумажку с надписью «Мама, я надел шапку» и показал камере Роскосмоса.
Командир также протестировал новейшую модель скафандра «Орлан-МКС» №7, только что доставленную на станцию. Скафандр отработал идеально и не показал никаких проблем.