อุซาชอฟเดินทางไปอวกาศครั้งแรกเมื่อวันที่ 8 มกราคม 1994 ยานอวกาศโซยุซ TM-18 ที่บรรทุกอุซาชอฟพร้อมกับนักบินอวกาศ วิกเตอร์ อฟานาซีเยฟและวาเลรี โพลยาคอฟขึ้นบินจากฐานปล่อยจรวดไบโคนูร์เวลา 10:05:34 UTC อุซาชอฟทำหน้าที่เป็นวิศวกรการบิน หลังจากบินเดี่ยวสองวัน โซยุซ TM-18 ก็เชื่อมต่อกับ โมดูล Kvant-1ของ สถานีอวกาศ มีร์เมื่อวันที่ 10 มกราคม เวลา 11:15 UTC ^{[ 4 ]}นักบินอวกาศทั้งสามคนกลายเป็นลูกเรือประจำสถานีมีร์ชุดที่ 15 อุซาชอฟเข้าร่วมในฐานะวิศวกรการบิน เขาอยู่บนสถานีมีร์เมื่อวันที่ 14 มกราคม เมื่อยานอวกาศโซยุซ TM-17 ที่กำลังจะออกเดินทางชนโมดูล คริสตัลสองครั้งอย่างเฉียดฉิวระหว่างการบินตรวจสอบตามปกติก่อนการเผาไหม้เพื่อลดระดับวงโคจร หลังจากเหตุการณ์ดังกล่าว ลูกเรือ EO-15 บนสถานีมีร์ได้ตรวจสอบคริสตัลและไม่พบความเสียหายใดๆ ระหว่างที่อุซาชอฟพำนักอยู่นั้น ยานอวกาศโปรเกรส 3 ลำได้เดินทางมาถึงมีร์ได้แก่ ยานโปรเกรส M-21 , ยานโปรเกรส M-22และ ยาน โปรเกรส M-23ในวันที่ 30 มกราคม, 24 มีนาคม และ 24 พฤษภาคมตามลำดับยานอวกาศโปรเกรสเหล่านี้ได้นำอาหาร น้ำ เชื้อเพลิง ชิ้นส่วนอะไหล่ และอุปกรณ์สำหรับการบำรุงรักษา ระบบ ของมีร์รวมถึงอุปกรณ์เพิ่มเติมสำหรับการทดลองทางการแพทย์มาส่งมอบ

อุซาชอฟและอาฟานาเซียฟเดินทางกลับสู่โลกอย่างปลอดภัยโดยยานลงจอดโซยุซ ทีเอ็ม-18 ซึ่งลงจอดห่าง จาก เมืองอาร์คาลิก  ในคาซัคสถาน ไปทางเหนือ 110 กิโลเมตรเมื่อเวลา 10:32:35 GMT ในวันที่ 9 กรกฎาคม 1994 อุซาชอฟได้ปฏิบัติภารกิจบน สถานีอวกาศ มีร์เป็นเวลา 182 วัน

ตั้งแต่วันที่ 21 กุมภาพันธ์ถึง 2 กันยายน พ.ศ. 2539 Usachov ทำหน้าที่เป็นวิศวกรประจำคณะกรรมการของภารกิจ Mir EO-21 ยาน อวกาศ Soyuz TM-23ที่บรรทุก Usachov และนักบินอวกาศYuri Onufriyenkoได้ทะยานขึ้นจากฐานปล่อยจรวด Baikonur ในวันที่ 21 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2539 เวลา 12:34:05 UTC หลังจากบินอัตโนมัติเป็นเวลาสองวัน ยานอวกาศ Soyuz ได้เชื่อมต่อกับพอร์ตด้านหน้าของสถานีอวกาศ Mir ในวันที่ 23 กุมภาพันธ์ เวลา 14:20 UTC ^{[ 5 ]}หนึ่งเดือนต่อมา เขาและ Onufriyenko ได้ร่วมเดินทางกับนักบินอวกาศ NASA Shannon Lucidในระหว่างภารกิจ Mir-21 Usachov ได้ทำการทดลองวิจัยมากมาย โมดูลPriroda ใหม่ ซึ่งเป็นโมดูลที่เจ็ดและสุดท้ายของสถานีอวกาศ Mir เดินทางมาถึงเมื่อวันที่ 26 เมษายน พ.ศ. 2539 ^{[ 6 ]}วัตถุประสงค์หลักคือการดำเนินการทดลองทรัพยากรโลกผ่านการสำรวจระยะไกลและเพื่อพัฒนาและตรวจสอบวิธีการสำรวจระยะไกล ในระหว่างภารกิจ Mir EO-21 เสบียงต่างๆ มาถึงพร้อมกับยาน อวกาศ Progress M-31 Usachov และ Onufriyenko ได้ร่วมกับนักบินอวกาศชาวฝรั่งเศสClaudie André-Deshaysหลังจาก Shannon Lucid ออกเดินทาง

เมื่อวันที่ 2 กันยายน 1996 อุซาชอฟ ยูริ โอนูฟรีเยนโก และคลอดี อองเดร-เดอเชย์ส เดินทางกลับสู่โลกด้วยแคปซูลโซยุซ ทีเอ็ม-23 ยานอวกาศลงจอดเวลา 07:41:40 UTC ห่างจากเมืองอักโมลา  (เซลินอกราด) ไปทาง ทิศตะวันตกเฉียงใต้ 108 กิโลเมตรอุซาชอฟใช้เวลาอยู่ในอวกาศบนยานโซยุซ ทีเอ็ม-23 และสถานีอวกาศมีร์เป็นเวลา 193 วัน

ต่อมา Usachov ได้บินไปกับภารกิจSTS-101ซึ่งเป็นภารกิจกระสวยอวกาศครั้งที่สามที่อุทิศให้กับการก่อสร้างสถานีอวกาศนานาชาติ  (ISS) เมื่อวันที่ 9 พฤษภาคม 2543 เวลา 6:11 น. ตามเวลา EDT กระสวยอวกาศแอตแลนติ ส ได้ทะยานขึ้นจาก ศูนย์อวกาศเคนเนดี Usachov ทำหน้าที่เป็นผู้เชี่ยวชาญภารกิจและนั่งอยู่บน ชั้นกลาง ของแอตแลนติสทั้งในช่วงการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและการลงจอด วัตถุประสงค์หลักของภารกิจ STS-101 คือการส่งเสบียงไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ โดยเสบียงจะถูกขนส่งขึ้นไปโดยใช้ โมดูลคู่ Spacehabและพาเลท Spacehab Integrated Cargo Carrier จากนั้นทำการเดินอวกาศและปรับระดับความสูงของสถานีจาก 230 เป็น 250 ไมล์ (370 ถึง 402 กม.) Usachov และนักบินอวกาศ NASA Susan Helmsเป็นลูกเรือคนแรกที่เข้าไปในสถานี^{[ 7 ]}ในวันที่ 5 และ 6 ของภารกิจ Usachov และ Helms ได้เปลี่ยนแบตเตอรี่สองในหกก้อนใน โมดูล Zaryaพร้อมกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้องกับการชาร์จแบตเตอรี่ Usachov และ Helms ยังได้ติดตั้งระบบวิทยุโทรมาตรใหม่ใน โมดูล Zaryaซึ่งเป็นหน่วยความจำที่สามารถจัดเก็บข้อมูลบนยานได้เมื่อสถานีไม่ได้ติดต่อสื่อสารกับภาคพื้นดิน^{[ 8 ]}หน่วยความจำใหม่นี้เข้ามาแทนที่หน่วยความจำเดิมที่ใกล้จะหมดอายุการใช้งานตามแผน ในวันที่ 8 ของการบิน เขาและ Helms เริ่มถอยออกจาก ISS โดยปิดประตูทั้งห้าบานด้านหลังพวกเขา ในวันนั้น Usachov ยังใช้เวลาพูดคุยกับสื่อรัสเซียที่มารวมตัวกันที่ศูนย์ควบคุมภารกิจของรัสเซีย ในวันถัดมา Usachov และลูกเรือกระสวยอวกาศคนอื่นๆ ยังคงจัดเก็บอุปกรณ์ที่ใช้ระหว่างที่อยู่ในวงโคจรต่อไป 

เมื่อวันที่ 29 พฤษภาคมแอตแลนติสบินลงจอดในเวลากลางคืนที่รันเวย์ 15 ของ KSC เวลา 2:20  น. ตามเวลา EDT หลังจากเสร็จสิ้นภารกิจระยะทาง 4,076,000 ไมล์^{[ 9 ]}แอตแลนติสโคจรรอบโลก 155 ครั้ง โดยมีระยะเวลาภารกิจ 9 วัน 21 ชั่วโมง 10 นาที

อุซาชอฟเดินทางไปอวกาศครั้งที่สี่บนกระสวยอวกาศดิสคัฟเวอรีในภารกิจSTS-102 ยานดิสคัฟ เวอรี ถูกปล่อยจาก KSC เมื่อวันที่ 8 มีนาคม 2544 เวลา 06:42 น. EST และ เชื่อมต่อ กับสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ได้สำเร็จในวันถัดมาคือวันที่ 9 มีนาคม เวลา 6:38 น. UTC ลูกเรือ Expedition 2 ซึ่งประกอบด้วยอุซาชอฟและนักบินอวกาศของ NASA ซูซาน เฮล์มส์ และเจมส์ วอสส์อาศัยและทำงานบน ISS เป็นเวลา 167 วัน อุซาชอฟเป็นผู้บัญชาการของExpedition 2 [ ^{3 ] ใน}ระหว่าง Expedition 2 สิ่งอำนวยความสะดวกด้านการวิจัยที่ส่งไปยัง ISS ได้แก่ สิ่งอำนวยความสะดวกด้านการวิจัยมนุษย์ แร็ค EXPRESS (Expedite the Processing of Experiments to the Space Station) สองชุด ซึ่งชุดหนึ่งมีระบบ Active Rack Isolation System และระบบ Payload Equipment Restraint System พวกเขายังเตรียมห้องปฏิบัติการ Destiny เพื่อให้สามารถดำเนินการทดลองที่จะเกิดขึ้นได้ จุดสนใจหลักคือการทำความเข้าใจวิธีการปกป้องลูกเรือจากรังสีขณะทำงานและใช้ชีวิตในอวกาศให้ดียิ่งขึ้น ในภารกิจ Expedition 2 มีการส่งกระสวยอวกาศ 4 ลำ และยานโซยุซ 1 ลำ ไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ได้แก่STS-102 , STS-100 , STS-104 , STS-105และSoyuz TM- 32

อุซาชอฟ เฮล์มส์ และวอสส์ เดินทางกลับสู่โลกพร้อมกับลูกเรือของภารกิจ STS-105เมื่อวันที่ 22 สิงหาคม 2544 ในเที่ยวบินกระสวยอวกาศที่นำลูกเรือชุดที่สามของการสำรวจกลับมายังโลก

อุซาชอฟได้ทำการเดินอวกาศภายในสถานีอวกาศรวม 7 ครั้งตลอดอาชีพการงานของเขา โดย 6 ครั้งเป็นการเดินอวกาศระหว่างที่ประจำการอยู่บนสถานีอวกาศมีร์ และอีก 1 ครั้งเป็นการเดินอวกาศภายในสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ในฐานะผู้บัญชาการของภารกิจ Expedition 2

เมื่อวันที่ 15 มีนาคม 1996 อุซาชอฟได้ทำการเดินอวกาศครั้งแรกในอาชีพของเขา เขาและนักบินอวกาศโอนูฟรีเยนโกเริ่มการเดินอวกาศเวลา 01:04 UTC พวกเขาติดตั้งแขนยื่นสเตรลาชิ้นที่สองและเตรียมการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ร่วมของสถานีอวกาศมีร์ (MCSA) การเดินอวกาศครั้งนี้กินเวลา 5 ชั่วโมง 51 นาที

เมื่อวันที่ 20 พฤษภาคม 1996 อุซาชอฟได้ทำการเดินอวกาศครั้งที่สองในอาชีพของเขา การเดินอวกาศเริ่มต้นเวลา 22:50 UTC และสิ้นสุดเวลา 04:10 UTC โดยใช้เวลา 5 ชั่วโมง 20 นาที ระหว่างการเดินอวกาศ นักบินอวกาศทั้งสองได้นำแผงโซลาร์เซลล์ร่วมมือของมีร์ (MCSA) ออกจากตำแหน่งที่เก็บไว้ด้านนอกของโมดูลเชื่อมต่อที่ฐานของ โมดูล คริสตัลพวกเขาใช้แขน Strela เพื่อเอื้อมไปเคลื่อนย้ายแผงโซลาร์เซลล์ไปยัง โมดูล Kvant-1นักบินอวกาศทั้งสองยังได้เป่าลมแบบจำลองกระป๋องเป๊ปซี่โคล่าที่ทำจากอลูมิเนียมและไนลอน จากนั้นจึงถ่ายทำโดยมีฉากหลังเป็นโลก^{[ 10 ]}บริษัทเป๊ปซี่โคล่าเป็นผู้จ่ายค่าใช้จ่ายสำหรับขั้นตอนดังกล่าวและวางแผนที่จะใช้ภาพยนตร์ในโฆษณาทางโทรทัศน์ อย่างไรก็ตาม โฆษณาดังกล่าวไม่เคยออกอากาศ มีรายงานว่าเนื่องจากเป๊ปซี่ได้เปลี่ยนการออกแบบกระป๋องในภายหลัง

อุซาชอฟทำการเดินอวกาศครั้งที่สามในอาชีพของเขาเมื่อวันที่ 24 พฤษภาคม 1996 เขาและนักบินอวกาศโอนูฟรีเยนโกเริ่มการเดินอวกาศเวลา 22:50 UTC พวกเขาติดตั้ง MCSA บน โมดูล Kvant-1การเดินอวกาศกินเวลา 5 ชั่วโมง 34 นาที

เมื่อวันที่ 30 พฤษภาคม 1996 อุซาชอฟได้ก้าวออกไปนอกสถานีอวกาศมีร์เพื่อปฏิบัติภารกิจเดินอวกาศครั้งที่สี่ในอาชีพของเขา เขาและนักบินอวกาศโอนูฟรีเยนโกเริ่มการเดินอวกาศเวลา 18:20 UTC พวกเขาติดตั้งเครื่องสแกนแบบมัลติสเปกตรัมเชิงแสงแบบโมดูลาร์ (MOMS) ไว้ด้านนอกของพริโรดาและราวจับบน โมดูล Kvant-2เพื่ออำนวยความสะดวกในการเคลื่อนที่ไปรอบๆ นอกสถานีระหว่างการปฏิบัติภารกิจนอกยานอวกาศในอนาคต MOMS ถูกใช้เพื่อศึกษาชั้นบรรยากาศและสิ่งแวดล้อมของโลก การเดินอวกาศครั้งนี้กินเวลา 4 ชั่วโมง 20 นาที

เมื่อวันที่ 6 มิถุนายน พ.ศ. 2539 Usachov ได้ทำการเดินอวกาศครั้งที่ 5 ในอาชีพของเขา เขาและ Onufriyenko ได้ติดตั้งเครื่องตรวจจับไมโครอุกกาบาตและเปลี่ยนตลับในการทดลอง Komza ของสวิส/รัสเซีย และติดตั้งการทดลอง Particle Impact Experiment, การทดลอง Mir Sample Return Experiment และตลับ SKK-11 ซึ่งวัสดุก่อสร้างถูกนำไปทดสอบในสภาพอวกาศ^{[ 10 ]}การเดินอวกาศครั้งนี้กินเวลา 3 ชั่วโมง 34 นาที

อุซาชอฟทำการเดินอวกาศครั้งที่ 6 ในอาชีพของเขาเมื่อวันที่ 13 มิถุนายน 1996 การเดินอวกาศเริ่มต้นเวลา 12:45 UTC และสิ้นสุดเวลา 18:27 UTC ใช้เวลา 5 ชั่วโมง 42 นาที ระหว่างการเดินอวกาศ อุซาชอฟและโอนูฟรีเยนโกได้ติดตั้งโครงสร้างโครงถักราปานา (จุดยึดอุปกรณ์ทดลอง) เข้ากับ โมดูล Kvant-1นักบินอวกาศทั้งสองยังได้กางเสาอากาศเรดาร์สังเคราะห์แบบอานม้าบนพริโรดา ด้วยตนเอง เสาอากาศขนาดใหญ่ดังกล่าวไม่สามารถกางออกได้เต็มที่หลังจากได้รับคำสั่งจากภายในสถานีอวกาศมีร์

เมื่อวันที่ 8 มิถุนายน พ.ศ. 2544 อุซาชอฟได้ทำการเดินอวกาศครั้งที่ 7 ในอาชีพของเขา เขาและนักบินอวกาศนาซา เจมส์ วอส สวมชุดอวกาศและเข้าไปในช่องส่งถ่ายทรงกลมขนาดเล็กที่ส่วนหน้าของ โมดูลบริการ ซเวซดาระหว่างการเดินอวกาศ "ภายใน" ^{[ 11 ]}การเดินอวกาศที่สถานีอวกาศนานาชาติครั้งนี้เป็นครั้งแรกที่ไม่มีกระสวยอวกาศ^{[ 12 ]}หลังจากที่สถานีอวกาศนานาชาติบินผ่านด้านมืดของโลก พวกเขาได้ถอดประตูที่ส่วนหันหน้าเข้าหาโลกของช่องส่งถ่ายออกเพื่อเปิดสู่สุญญากาศในอวกาศและเริ่มการเดินอวกาศอย่างเป็นทางการเวลา 9:21 น. ตามเวลาภาคกลางของสหรัฐอเมริกา ระหว่างการเดินอวกาศ 19 นาที ซึ่งสิ้นสุดเวลา 9:40  น. ตามเวลาภาคกลางของสหรัฐอเมริกา อุซาชอฟและวอสได้เคลื่อนย้ายกรวยเชื่อมต่อจากที่เก็บ และใช้ด้ามจับหมุนติดตั้งลงในช่องพอร์ตด้านล่าง การติดตั้งกรวยเชื่อมต่อเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการมาถึงของช่องเชื่อมต่อของ รัสเซีย