Российские космонавты, как и было запланировано, в ночь с 3 на 4 мая провели второй в этом году выход в открытый космос с Международной космической станции (МКС). Выходной люк малого исследовательского модуля «Поиск» был открыт в 23:01 по московскому времени и закрыт в  06:11 после завершения всех необходимых работ. Сначала космонавты подготовили шлюзовую камеру, предназначенную для работы с целевыми нагрузками, к переносу: расстыковали кабели связи с малым исследовательским модулем «Рассвет», сняли чехол экранно-вакуумной теплоизоляции со стыковочного агрегата шлюзовой камеры и раскрыли замки крепления к модулю «Рассвет».

Затем космонавты наблюдали за переносом шлюзовой камеры с помощью европейского дистанционного манипулятора ERA, которым управлял Андрей Федяев. Как следует из трансляции «Роскосмоса», присоединить камеру к многоцелевому лабораторному модулю «Наука» удалось не с первой попытки. Произошло рассогласование плоскостей стыковочных агрегатов, проще говоря, камеру перекосило, отметил Дмитрий Петелин. В результате Прокопьеву и Петелину пришлось вручную поправить положение шлюзовой камеры и поднести ее ближе к модулю «Наука», чтобы обеспечить стыковку. После этого космонавты подключили кабели между шлюзовой камерой и лабораторным модулем.

67-й российский выход в открытый космос в рамках проекта МКС продлился 7 часов 11 минут, тогда как первоначально космонавты должны были провести за пределами станции 6 часов 22 минуты. Для Сергея Прокопьева он стал пятым выходом в его космической карьере, а для Дмитрия Петелина — третьим.