Начнем с отца космонавта – Алексея Ивановича Гагарина. Хотя восстановление дореволюционной родословной крестьян затруднительно, поскольку в сохранившихся документах они часто фигурируют без фамилий, сравнительно быстро удалось установить, что его отца (то есть деда космонавта) звали Иван Фёдорович Гагарин. В метрической книге Николаевской церкви села Клушино есть запись от 31 августа [12 сентября по новому стилю] 1884 года о его бракосочетании с местной девицей. Жених, как указано в документе, «уволенный в запас 7-го резервного кадрового пехотного батальона рядовой Иван Фёдоров Гагарин, православного вероисповедания, 26 лет». Его невестой была «Клушинской волости села Клушина крестьянина Степана Михайлова дочь девица Анастасия Степанова, православного вероисповедания, 20 лет». Известно, что в девичестве ее звали Настасья Лысикова. Особую ценность брачной записи придает наличие фамилии Гагарин. В последующих актовых записях о рождении его детей она больше ни разу не упоминается.
Кроме того, в селе Клушино ходило предание, что Иван Фёдоров (Фёдорович) был родом из Костромской губернии. И действительно – в метрической книге Николаевской церкви за 1887 год была обнаружена уникальная запись следующего содержания: «Костромской губернии, Чухломского уезда, Просековской волости, дер. Конышево запасной рядовой Иван Фёдоров». Поиски продолжились в костромских архивах, увенчавшись значительным открытием: в метрической книге Богородицкой церкви села Бушнево исследователи нашли еще одну историческую запись от 1858 года: «Дата рождения – сентябрь 19, крещения – 21. Имя родившегося – Иоанн. Звание, имя, отчество и фамилия родителей – государственный крестьянин деревни Конышево Фёодор Петров и законная жена его Епестемея Николаева, православного вероисповедания. Восприемники: той же вотчины и деревни крестьянин Пётр Сергеев». Таким образом, стали с большой долей достоверности известны дата и место рождения деда космонавта, имя и отчество его прадеда – Фёдор Петрович, имя прапрадеда – Пётр.
Впрочем, исследователям требовались дополнительные документы для окончательного установления истины. Главное подтверждение правильности выбранного направления поисков было обнаружено в архиве Чухломского уездного по воинской повинности присутствия. Упоминания о представителях рода Гагариных встречаются там неоднократно, имеются даже их автографы. В посемейном списке Просековской волости на лиц, подлежащих призыву в 1890 году, встретилась запись о семье Фёдора Петровича Гагарина, то есть прадед космонавта уже носил эту фамилию. Список составлялся в 1871 году: глава семьи и его старший сын Василий значатся к тому времени умершими, младшему Павлу исполнилось три года. О среднем брате, то есть о деде космонавта, узнаем из более поздней приписки: «Иван, родился 19 сентября 1858 г., принят на службу в 1879 г., а теперь находится в отпуску». Из этой же записи стало известно, что Иван Фёдорович в 1890 году всё еще числился крестьянином деревни Конышево. Для того чтобы перевестись в другое крестьянское или мещанское общество, необходимо было получить разрешение сельского схода. До тех пор все подати крестьянин обязан был платить в общину, которая, со своей стороны, отвечала за своих членов, где бы те ни жили.
Сопоставляя полученные данные с периодическими переписями податного населения (ревизскими сказками), удалось проследить родословную Юрия Гагарина по мужской линии до начала XVIII века. Сегодня она выглядит так: отец Алексей Иванович (род. в 1902 году), дед Иван Фёдорович (род. в 1858 году), прадед Фёдор Петрович (род. в 1832 году), прапрадед Пётр Аввакумович (род. в 1798 году), прапрапрадед Аввакум-Абакум Фёдорович (род. в 1771 году), прапрапрапрадед Фёдор Петрович (род. в 1740-е годы), прапрапрапрапрадед Пётр (род. в 1710-е годы).
Кроме того, доподлинно установлено, что изначально предки Гагарина по мужской линии, жившие в Конышеве, были крепостными крестьянами, принадлежавшими вотчине лейб-гвардии Семёновского полка капитана Александра Матвеевича Толстого. В 1821 году, после смерти барина, его наследник, генерал от инфантерии генерал-адъютант граф Александр Иванович Остерман-Толстой, за небольшой выкуп в 17,5 тысячи рублей освободил своих крестьян и перевел их в разряд вольных хлебопашцев. В 1850 году статус жителей Конышева снова изменился: они стали называться государственными крестьянами, водворенными на собственных землях.