Der zweite unmittelbare Protyp eines meteorologischen Satelliten vom Typ Meteor startete am 26.02.1965 mit einer Wostok 8A92M Rakete von Baikonur. Kosmos 58, der eine leicht exzentrische Bahn zwischen rund 560 und 650 km Höhe erreichte, diente hauptsächlich Tests von Systemen für das Meteor Programm, insbesondere der IR-​Sensoren. Nach der Auswertung der Ergebnisse der vorangegangenen Kosmos 44 Mission war die Weisung ergangen, die festgestellten Defizite zu beheben und im Dezember 1964 sowie April und Mai 1965 die nächsten Starts zu unternehmen. Ab August 1965 sollte monatlich ein Meteor Satellit fliegen. Diese Vorgaben waren weit von der Realität entfernt. Als Kosmos 58 mit einem Vierteljahr Verspätung seinen Orbit erreichte, verfügte auch er nur über das improvisierte 3-​Achsen-​Stabilisierungssystem seines Vorgängers. Angeblich erfolgte bei Kosmos 58 die Bildübertragung bereits kompatibel zum US Standard APT (Automatic Picture Transmission). Das steht allerdings im Gegensatz zu Aussagen, wonach die ersten experimentellen Bilddaten des Meteor Programms erst 1966 von Kosmos 118 empfangen werden konnten.