После смерти Сергея Павловича Королева 14 января 1966 года во время сложной хирургической операции руководить непосредственной подготовкой к полету «Восхода-3» от конструкторского бюро стал его первый заместитель Василий Павлович Мишин. На совещании 28 января 1966 года по его настоянию было решено перед полетом космонавтов осуществить испытательный полет на космическом корабле «Восход» двух собак. В феврале-марте 1966 года космический корабль серии «Восход» успешно совершил полет под наименованием «Космос-110» с собаками Ветерком и Угольком на борту. Собаки-испытатели пробыли на околоземной орбите 22 дня и отлично перенесли длительную невесомость.
Подготовка космических экипажей вступила в завершающую стадию. Неожиданно выяснилось, что тренажер «Восхода» в Звездном городке используется настолько плотно, что это вредит качественной подготовке экипажей. Генерал Каманин принял решение расформировать резервный экипаж в составе Виктора Горбатко и Георгия Катыса и готовить к полету только четверку космонавтов: основной экипаж Борис Волынов – Георгий Шонин и дублирующий экипаж Георгий Береговой – Владимир Шаталов.
Но чем ближе была предполагаемая дата запуска в космос «Восхода-3», тем больше проблем стало появляться. Так, генерал Каманин решил лично присутствовать на тренировке Георгия Берегового и Владимира Шаталова в учебном корабле «Восход». В ходе тренировки выяснилось, что на тренажере еще много отказов оборудования. Особенно плохо работала система военного эксперимента «Свинец». Этот эксперимент был одним из самых важных и трудных в предстоящем полете. В различных пунктах и в разное время на территории СССР предполагалось осуществить запуск четырех баллистических ракет без боевой полезной нагрузки. Экипаж «Восхода-3» должен был визуально наблюдать пуски ракет и специальной аппаратурой засечь их тепловое излучение. Этот эксперимент был крайне необходим для создания средств противоракетной обороны с использованием пилотируемых орбитальных станций.
Весной 1966 года, когда подготовка «Восхода–3» вступила уже в завершающую фазу, неожиданно начали всплывать новые технические проблемы и нерешенные вопросы, которые могли в перспективе серьезно осложнить всю космическую экспедицию. Так, например, выяснилось, что среди оборудования кабины корабля отсутствует устройство для замера расхода воды. Предполагалось, что в полете каждый из космонавтов будет потреблять около двух литров воды в сутки. Ее расход предлагалось измерять глотками. Но ведь космонавты в полете должны были употреблять воду не только для питья, но и для смачивания обезвоженной пищи. Измерить расход воды глотками в этом случае было совершенно невозможно.
Кроме того, у основного и дублирующего экипажей возникли предложения по внесению изменений в некоторые бортовые системы космического корабля. В частности, Борис Волынов просил сделать выключатель для вентилятора кабины. Георгий Береговой предлагал более рационально разместить аппаратуру для военных экспериментов по наблюдению за запуском с Земли баллистических ракет. Георгий Шонин хотел сделать дополнения к аварийному запасу. Для решения всех этих вопросов требовалось и дополнительное время, и дополнительная работа.
24 и 25 февраля состоялась суточная комплексная тренировка первого экипажа, затем сдал экзамен и второй экипаж. Генерал Каманин беседовал с Борисом Волыновым, Георгием Шониным, Георгием Береговым и Владимиром Шаталовым, договорились о режиме суток в космическом полете, о режиме связи, просмотрели весь перечень научных и военных экспериментов.
28 февраля 1966 года экипажи Волынов – Шонин и Береговой – Шаталов сдали экзамены по готовности к предстоящему полету на «Восходе – 3». Экзамены принимала большая комиссия в составе представителей Центра подготовки космонавтов, Военно-воздушных сил, Института медико-биологических проблем и представителей различных конструкторских бюро. Экзамены были сданы успешно. Всем космонавтам была поставлена оценка «отлично».
Увы, но за три дня до этого, 25 февраля, в Институте медико-биологических проблем были досрочно прекращены испытания системы жизнеобеспечения для «Восхода-3». На четырнадцатые сутки эксперимента началось падение в составе атмосферы процентного содержания кислорода и роста концентрации углекислого газа до недопустимых пределов. На шестнадцатые сутки прервались испытания и на заводе «Звезда». Генерал Каманин констатировал: «Система регенерации воздуха может «скиснуть» в любой момент, - короче говоря, система еще не доведена до надежной работы в течение 20 суток».
Из-за неготовности системы жизнеобеспечения провести полет «Восхода-3» в марте 1966 года уже не представлялось возможным. Поэтому 1 марта решили пилотируемый пуск отложить на вторую половину апреля 1966 года.
Проблемы возникли и при испытаниях парашютной системы космического корабля. Три подряд испытания в феврале 1966 года прошли плохо: были разрывы парашютов. Космический корабль по срокам нужно было уже вывозить на космодром, но он все еще был не готов к полету.
Тем не менее, 12 марта 1966 года Государственная комиссия на своем заседании окончательно утвердила экипажи в составе: основной экипаж - Борис Волынов и Георгий Шонин, дублирующий экипаж – Георгий Береговой и Владимир Шаталов.
Но испытания системы жизнеобеспечения в марте снова оказались неудачными и были прекращены на девятнадцатые сутки эксперимента.
В конце месяца, 27 марта, произошла неприятность с ракетой-носителем. На участке выведения на околоземную орбиту спутника связи «Молния-1» отказала третья ступень ракеты - ракетный блок «И», который по конструкции был аналогичен ракетному блоку для запуска космического корабля «Восход-3». Понадобилось время на выяснение причин отказа и их устранение. Поэтому запуск «Восхода-3» и в апреле 1966 года стал невозможен. Более того, 13 апреля при испытаниях на специальном стенде разрушился еще один ракетный блок «И».
Всех космонавтов, которые готовились к полету, отправили в отпуск на Черное море. Запуск «Восхода-3» предварительно перенесли на конец мая.
Борис Волынов, Георгий Шонин и их дублеры Георгий Береговой и Владимир Шаталов уже фактически приняли «Восход – 3» к эксплуатации. Программа полета тоже была утверждена, и космонавты были готовы к ее выполнению. Теперь оставалось только вылететь на Байконур, вывезти на стартовую позицию ракету-носитель с космическим кораблем и отправиться в самую длительную по тем временам космическую экспедицию.
Но старт очередного советского космического корабля в 1966 году так и не состоялся. 10 мая 1966 года, за две недели до запланированного запуска, прошло заседание Военно-промышленной комиссии под председательством заместителя Председателя Совмина СССР Л.В.Смирнова. Председатель Государственной комиссии Г.А.Тюлин, главный конструктор ОКБ-1 В.П.Мишин, руководитель подготовки космонавтов генерал Н.П.Каманин доложили, что все готово к пуску 25-28 мая космического корабля «Восход-3». Но, заслушав все доклады, Л.В.Смирнов неожиданно высказался за отмену космического полета, мотивировав свое предложение тем, что полет длительностью в 18-20 суток не даст ничего нового ни науке, ни обороне страны. Кроме того, осуществление полета «Восхода-3» якобы существенно задержит работу над перспективным космическим кораблем 7К-ОК «Союз» и в 1966 году не удастся запустить его на орбиту. Была и политическая причина: якобы полет без маневра на орбите и без стыковки покажет отставание СССР от США и будет воспринят мировой общественностью как доказательство превосходства американцев.
Время «Востоков» и «Восходов» уходило. На стапелях уже стояли космические корабли нового поколения – «Союзы».
Под влиянием «высокого мнения» Л.В.Смирнова Государственная комиссия на заседании 12 мая потребовала провести новые испытания ракетного блока «И», а решение о запуске «Восхода-3» так и не приняла. Автоматически предполагаемые сроки космического полета сместились на июль 1966 года. В последующие дни под давлением все того же Л.В.Смирнова большинство членов Госкомиссии изменили свое мнение, и уже мало кто поддерживал полет «Восхода-3». Госкомиссия по вопросу о запуске «Восхода-3» больше не собиралась, новую дату запуска космического корабля так и не назначали.