Родился 11 сентября 1935 года в селе Верхнее Жилино Косихинского района Алтайского края (по другим данным — в городе Сретенске[источник не указан 71 день] Читинской области) в семье Степана Павловича Титова. Степан Павлович был писателем, играл на множестве инструментов, рисовал, писал стихи и песни. В военные годы Степан Павлович был на фронте, а его жена Александра с сыном Германом и дочерью Земфирой 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». 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 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. 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[1]. Похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.