Zur Vorbereitung des gemeinsamen sowjetisch-​amerikanischen Raumflugs, der für das Jahr 1975 angesetzt war, startete die Sowjetunion am 03.04.1974 um 07:30 UTC von Baikonur eine Sojus-​U 11A511U Rakete mit einem unbemannten Prototypen des Sojus Raumschiffs (Sojus 7 K-​TM). Für das ASTP (russ. EPAS) Programm wurde die Sojus wieder mit Solarzellenflächen ausgerüstet, um einen längeren autonomen Flug zu ermöglichen. Die neuen Solarzellenflächen hatten einen guten Wirkungsgrad und gegenüber früheren Ausführungen ein reduziertes Gewicht. Weitere Modifikationen betrafen die Entwicklung eines androgynen Kopplungsadapters. Speziell dieser APAS-​75  wurde beim Flug von Kosmos 638 erprobt, auch wenn kein Rendezvous mit einem anderen Raumschiff erfolgte. Allerdings war wohl am Orbitalmodul ein Rendezvousziel installiert. Die weiteren Tests betrafen auch das überarbeitete Lebenserhaltungssystem, das nun leistungsfähig genug war, für begrenzte Zeit vier Raumfahrer zu versorgen (bei Besatzungstransfers zwischen den beiden Raumschiffen). Während des 10-​tägigen Fluges erfolgten, abgesehen vom Retromanöver, drei größere Bahnmanöver mit einem Gesamt Delta V von 47 m^–1 . Vor der Abtrennung der Orbitalsektion von Kosmos 638 wurde zunächst die Atmosphäre aus dieser abgelassen. Dabei kam es zu einer unerwarteten „Wechselwirkung“ mit dem Kopplungsziel, was zu unkontrollierten Bewegungen des Raumschiffs führte. Letztlich waren diese Taumelbewegungen der Grund dafür, daß die Landung von Kosmos 638 am 13.04.1974 um 05:06 UTC außerplanmäßig im ballistischen Regime erfolgte. Das hatte wiederum Auswirkungen auf die weitere Erprobung des Sojus 7 K-​TM Raumschiffs. Statt als nächstes bereits einen bemannten Testflug vorzunehmen, wurde zur Sicherheit ein weiterer unbemannter Test angesetzt. Wladimir Schatalow, ehemaliger Kosmonaut und inzwischen Leiter der Kosmonauten-​Ausbildung, bestätigte im September 1974 bei einem Besuch in den USA in Grundzügen den Zweck und Verlauf der Mission. Der Flug von Kosmos 638 war der erste, der aus dem neuen, für das Sojus-​Apollo-​Test-​Projekt errichteten, Kontrollzentrum ZUP (russ. ЦУП — Центр Управления Полётами, engl. TsUP) in Kaliningrad (heute Koroljow) geleitet wurde.