8 февраля 1984 года с космодрома Байконур стартовал пилотируемый корабль «Союз Т-10» с Леонидом Кизимом, Владимиром Соловьевым и Олегом Атьковым на борту. Экипаж отправился в третью основную экспедицию на станцию «Салют-7».

В этой экспедиции должны были работать Владимир Титов и Геннадий Стрекалов, стартовав на корабле «Союз Т-10-1». Аварийная ситуация с ракетой за несколько секунд до запуска завершилась приземлением космонавтов в спускаемом аппарате на парашюте и их спасением.

Спустя сутки после успешного старта стыковка со станцией прошла штатно, положив начало рекордной 237-суточной экспедиции. За это время экипаж провел ряд научно-технических и медико-биологических экспериментов, Леонид Кизим и Владимир Соловьев совершили шесть выходов в открытый космос общей продолжительностью 22 часа 50 минут.

В процессе внекорабельной деятельности космонавты провели ремонтно-восстановительные работы на станции, установив две дополнительные солнечные батареи на основную, и произвели серьезный ремонт объединенной двигательной установки «Салюта-7».

Экипаж встретил две экспедиции посещения станции, прибывшие на кораблях «Союз Т-11» и «Союз Т-12», в каждом составе были свои первопроходцы: Светлана Савицкая – первая женщина-космонавт, вышедшая в открытый космос, и первый индийский космонавт («виоманавт», ранее назывался «гаганавт») по программе «Интеркосмос» Ракеш Шарма. Во время этой экспедиции впервые на борту орбитальной станции работали одновременно шесть космонавтов. Врач-кардиолог Олег Атьков проводил регулярные медицинские обследования коллег по экипажу.

Экспедиция была завершена 2 октября 1984 года. Леонид Кизим, Владимир Соловьев и Олег Атьков возвратились на Землю на корабле «Союз Т-11».