10 апреля 1979 г. в 20 ч 34 мин по московскому времени с космодрома Байконур стартовала ракета-носитель с космическим кораблем «Союз-33», на борту которого находился международный экипаж в составе командира корабля летчика-космонавта СССР Н. Н. Рукавишникова и космонавта-исследователя гражданина НРБ Г. Иванова. Их дублирующим экипажем были Ю. В. Романенко (СССР) и А. Александров (НРБ). Программой полета предусматривалась стыковка корабля «Союз-33» с орбитальным комплексом «Салют-6» — «Союз-32» и проведение совместных исследований с космонавтами В. А. Ляховым и В. В. Рюминым.

После выведения космического корабля «Союз-33» на начальную геоцентрическую орбиту был выполнен, на 4-м и 5-м витках корабля, первый двухимпульсный маневр дальнего сближения с орбитальным комплексом «Салют-6» — «Союз-32», в результате которого «Союз-33» перешел на орбиту с перигеем 273 км, апогеем 330 км, наклонением 51,6° и периодом 90,1 мин.

11 апреля в 21 ч 54 мин по московскому времени началось сближение корабля с орбитальным комплексом, однако в процессе сближения возникли отклонения от штатного режима в работе сближающе-корректирующей двигательной установки корабля «Союз-33». Стыковка корабля со станцией «Салют-6» была отменена, и принято решение о возвращении экипажа на Землю.

В сложной и трудной обстановке возвращения на Землю, когда импульс схода с орбиты обеспечивала резервная двигательная установка корабля, а спуск проходил по баллистической траектории (в отдельные моменты времени перегрузки при этом достигали 8 — 10 g), космонавты Н. Н. Рукавишников и Г. Иванов действовали уверенно и хладнокровно, четко взаимодействовали со службами центра управления полетом, проявили высокую выдержку и мужество.

12 апреля 1979 г. в 19 ч 35 мин по московскому времени спускаемый аппарат космического корабля «Союз-33» совершил посадку в заданном районе территории Советского Союза, в 320 км юго-восточнее Джезказгана. Продолжительность полета советско-болгарского экипажа составила 1 сут 23 ч 1 мин.

За осуществление орбитального полета на космическом корабле «Союз-33» и проявленные при этом мужество и героизм Президиум Верховного Совета СССР наградил дважды Героя Советского Союза летчика-космонавта СССР Н. Н. Рукавишникова орденом Ленина и присвоил гражданину НРБ космонавту-исследователю Г. Иванову звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда». Государственный Совет НРБ присвоил почетное звание «Герой Народной Республики Болгарии» командиру космического корабля «Союз-33» летчику-космонавту СССР Н. Н. Рукавишникову. Первый космонавт НРБ Г. Иванов удостоен почетного звания «Герой Народной Республики Болгарии». Ему присвоено также звание «Летчик-космонавт НРБ».

Ученые и специалисты Болгарии вместе со своими советскими коллегами подготовили для международного экипажа 16 геофизических, физико-технических, астрофизических и медико-биологических исследований и экспериментов. Впоследствии советские космонавты В. А. Ляхов и В. В. Рюмин на борту научно-исследовательского орбитального комплекса «Салют-6» — «Союз» выполнили большую часть этих экспериментов.

Так, с помощью электрофотометра «Дуга», созданного в НРБ и предназначенного для измерений в видимой части спектра, была осуществлена серия экспериментов («Экватор», «Полюс», «Эмиссия», «Свечение»), имеющих важное значение в исследовании ряда физических процессов, которые протекают в верхних слоях земной атмосферы, связанных как с локальными аэрономическими процессами, так и с воздействием магнитосферы на ионосферу.

С помощью спектрофотометра «Спектр-15», созданного специалистами НРБ, В. А. Ляхов и В. В. Рюмин провели эксперимент «Контраст» по исследованию изменения передаточной функции атмосферы в зависимости от ее загрязнения над крупными промышленными районами, находящимися вблизи водных бассейнов. С использованием этого же спектрофотометра выполнялся эксперимент «Атмосфера», цель которого заключалась в определении передаточной функции атмосферы из космоса и в исследованиях оптических характеристик атмосферы па основе измерения угловой структуры излучения и спектральной яркости Земли.

Кроме того, с помощью этого прибора осуществлялись эксперименты: «Горизонт» — по спектрометрированию и фотографированию ночного, сумеречного и дневного горизонта Земли в 15 спектральных зонах; «Ореол» — по наблюдению и фотографированию захода и восхода Солнца, а также ночного и дневного горизонта Земли для исследования физических процессов, протекающих в земной атмосфере; «Иллюминатор» — по измерению спектрального пропускания иллюминатора станции в видимой и ближней инфракрасной областях спектра.

В эксперименте же «Балкан» космонавты использовали для съемок отдельных районов земной поверхности и акватории Мирового океана фотокамеры МКФ-6М (ГДР) и КТ-140 (СССР).

На советских установках «Сплав» и «Кристалл» осуществлялась серия технологических экспериментов под общим названием «Пирин», исходные материалы для которых были подготовлены болгарскими специалистами. В этих экспериментах исследовались морфологическая устойчивость монокристаллов цинка при их росте из газовой фазы в присутствии малых количеств водорода или аргона, углы смачивания на материалах «цинк—кварц» и «селен—теллур—кварц», анализировалась диффузия и термодиффузия теллура и селена, железа и цинка. Кроме того, был проведен эксперимент по получению пеноалюминия путем вспенивания расплава алюминия с помощью газоотделяющего вещества — гидрида титана.

Наконец, космонавты В. А. Ляхов и В. В. Рюмин выполнили ряд медико-биологических экспериментов, подготовленных специалистами НРБ, ВНР, ГДР, ПНР, СРР, СССР и ЧССР.

9 октября 1979 г. в Институте космических исследований АН СССР болгарским ученым были переданы материалы с результатами этих экспериментов.