Герман Титов родился 11 сентября 1935 года в селе Верхнее Жилино Косихинского района Алтайского края в семье Степана Павловича Титова. Степан Павлович был писателем, играл на множестве музыкальных инструментов, рисовал, писал стихи и песни. В военные годы Степан Павлович был на фронте, а его жена Александра с сыном Германом и дочерью Земфирой (дети были названы отцом в честь героев произведений А. С. Пушкина) жили у родителей в коммуне Майское Утро — там Герман учился с первого по третий класс, семилетку он заканчивал в Полковниково, а среднюю школу — в селе Налобиха. В армии с июля 1953 года. В 1955 году окончил 9-ю военную авиационную школу лётчиков (Кустанай), в 1957 году — Сталинградское военное авиационное училище в г. Новосибирске. Служил в строевых частях ВВС в Ленинградском военном округе (26 авиаполк, машины СУ-7).
В 1960 назначен в отряд космонавтов. Дублёр Ю. Гагарина. Был выбран пилотом второго космического корабля «Восток-2», запущенного в августе 1961.
6-7 августа 1961 года Герман Титов совершил космический полёт продолжительностью 1 сутки 1 час, сделав 17 оборотов вокруг Земли, пролетев более 700 тысяч километров. В полёте имел позывные «Орёл». Это был первый в мире космический полет длительностью более суток. Герман Титов сделал первые фотоснимки Земли, впервые пообедал и поужинал в невесомости, и, главное, сумел поспать в космосе, что было одним из важнейших экспериментов. Спускаемый аппарат приземлился вблизи города Красный Кут Саратовской области.
На момент полёта Герману Титову было без одного месяца 26 лет, благодаря чему он является самым молодым из всех космонавтов, побывавших в космосе.
За успешное осуществление космического полёта и проявленные при этом мужество и героизм майору Титову Герману Степановичу Указом Президиума Верховного Совета СССР от 9 августа 1961 года присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 11158).
В 1966-1970 гг. Титов проходил подготовку в группе по программе "Спираль", принимал участие в испытаниях самолетов МиГ-21 и Су-7 (всех модификаций), Су-9, Су-11, Як-28, ЯК-25РВ и др.
В 1968 году Титов окончил Военно-воздушную инженерную академию имени Н. Е. Жуковского, в 1972 году — Военную академию Генерального штаба.
В 1972—1973 годах — заместитель начальника Центра по управлению космическими аппаратами военного назначения Главного управления космических средств Министерства обороны СССР, в 1973—1979 годах — заместитель, в 1979—1991 годах — первый заместитель начальника ГУКОС МО СССР по опытно-конструкторским и научно-исследовательским работам. Являлся председателем нескольких государственных комиссий по испытаниям ракетно-космических систем. Являлся активным идеологом создания морских кораблей измерительного комплекса, принял большое личное участие в разработке корабля проекта 1914 «Маршал Неделин». С октября 1991 года генерал-полковник авиации Г. С. Титов — в запасе.
В 1992—1993 годах — президент Международного научно-технического центра по космонавтике и электронике «Космофлот», в 1993—1995 годах — заместитель председателя совета Российского центра конверсии аэрокосмического комплекса. С 1999 года — президент Федерации космонавтики РФ.
Жил в Москве.
Член КПСС с 1961 года. Успешно баллотировался в первом (1993) и втором (1995) созывах в Государственную Думу от КПРФ. 14 мая 1995 года победил на довыборах в Коломенском округе. Входил во фракцию КПРФ в первом и втором созывах.
Скончался от сердечного приступа в парной бане 20 сентября 2000 года. Похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве. У него остались жена Тамара Васильевна и две дочери: Татьяна и Галина
6 августа 2011 года состоялось открытие нового здания мемориального музея Г. С. Титова в с. Полковниково. Мемориальный комплекс включает в себя отреставрированное здание старой Полковниковской семилетней школы, в которой учился будущий космонавт и преподавал его отец, а также новое здание. В нем расположены экспозиционные залы, фондохранилище, кабинеты сотрудников. Общая площадь нового музейного комплекса превышает 1000 квадратных метров. Реконструкция музея обошлась краевому бюджету более 80 миллионов рублей. К музейному комплексу на берегу озера Деревенского ведет асфальтированная дорога, рядом устроена парковка и кафе. Первоначально материалы о космосе и первых полётах размещались в маленьком домике семьи Титовых. Во всех залах представлены личные вещи космонавта, награды, самые разнообразные документы (от аттестата зрелости до пропуска на похороны Гагарина), макеты орбитальных станций, части двигателей ракет, карты, чертежи, детские рисунки, сувениры, памятные подарки, фотоснимки на земле и в космосе.
Названы в честь Титова ( по данным Википедия)
Почтовый конверт, посвященный Г. С. Титову
Почтовая марка России, 2010 год
Кратер на обратной стороне Луны
Остров в Тонкинском заливе
Аэропорт города Барнаул
школа гимназия № 45 в г. Барнауле
Пионерские лагеря, улицы и т. п.
Дворец зрелищ и спорта города Барнаула
Улицы в Барнауле, Волгограде, Волоколамске, Выборге, Екатеринбурге, Махачкале, Красном Куте (близ места приземления), Липецке, Новосибирске, Пензе, Саранске и других городах России, а также ближнего и дальнего зарубежья В Советском Союзе именем Титова, как и именем других космонавтов, назывались многочисленные пионерские дружины и отряды.
Лицей № 1 города Краснознаменск
Детский оздоровительный центр
Алтайский оптико-лазерный центр
Главный испытательный центр испытаний и управления космическими средствами имени Г. С. Титова
Гуманитарно-эстетическая школа — гимназия № 20 в г. Шымкент, Казахстан
МОУ СОШ № 11 им. Г. С. Титова — Московская область , Щелковский район, Щелково-3
Детский загородный лагерь им. Г. С. Титова - Псковская область, Анохова Губа, 30 км. от Пскова
Центральная улица города Байконур
Улица в пос. Конышевка Курской области
Юношеский клуб космонавтики им. Г. С. Титова Ленинградского Дворца пионеров.
В поселке Красный Кут Саратовской области, в районе которого совершил посадку космонавт N 2, открыта мемориальная доска, посвященная этому событию. Также установлены бюсты в Чернигове и Барнауле.
В 2007 г. в честь Германа Титова, в Москве на здании Института космических исследований Российской академии наук была установлена мемориальная доска.
В июне 2009 г. именем Германа Титова назван пассажирский лайнер А-320 авиакомпании "Аэрофлот - Российские авиалинии".
Титов награжден двумя орденами Ленина, орденом Октябрьской Революции, орденом Трудового Красного Знамени, орденом "За заслуги перед Отечеством" III степени, медалями, а также многими иностранными орденами.
Герман Титов был автором книг "700 тысяч километров в космосе", "Семнадцать космических зорь", "Авиация и космос", "Голубая моя планета", "На звездных и земных орбитах".