Bilder inifrån rymdraketen visar hur de två skakas runt när problemen uppstår, bara två minuter in i flygningen. Ett fel med en av bärraketerna, enligt den amerikanska rymdstyrelsen Nasa.
De två tänkta rymdfararna kopplade loss sin kapsel från raketen och gjorde en djupdykning ner mot jorden. Fallskärmar hjälpte till att bromsa farten något.
Kapseln slog ner i det öde ökenlandskapet i centrala Kazakstan. Nödlandningen var lyckad. Fyra helikoptrar med räddningspersonal skickades från basen till nedslagsplatsen. Väl där undersöktes rymdresenärerna av läkare som kunde konstatera att de inte behövde medicinsk vård. De kommer att stanna på sjukhus under torsdagskvällen för kontroll.
– Jag hoppas att USA kommer att visa förståelse för olyckan med Sojuzraketen. Vi kommer inte att dölja något, säger Rysslands biträdande premiärminister Jurij Borisov enligt den ryska nyhetsbyrån Interfax i samband med att han tillkännagav ett stopp för landets bemannade rymdfärder.
Samtidigt inleder Ryssland en brottsutredning efter den misslyckade uppskjutningen som inriktar sig på om föreskrifter följts under raketens konstruktion, skriver den ryska nyhetsbyrån Interfax.
Enligt Stas Barabash, professor i rymdfysik på Institutet för rymdfysik i Kiruna, är olyckor som den i Kazakstan sällsynta.
– De är mycket, mycket ovanliga. Det finns säkerhetssystem som garanterar kosmonauternas och astronauternas räddning om någonting går fel med raketen vid uppskjutningen, säger han till TT.
I det här fallet kopplades ett automatiskt system in där farkosten som besättningen sitter i separerades från resten av raketen. Sedan utlöstes en fallskärm och de kunde nödlanda. Systemet styr sig självt efter att det har aktiverats, förklarar Barabash.
Det finns ytterligare ett säkerhetssystem som träder in om en olycka inträffar inom 60 sekunder från starten. Då aktiveras små raketmotorer som sitter längst upp på toppen av raketen. Även där separeras besättningen från resten av raketen och kan nödlanda med fallskärm på i princip samma sätt som vid en kontrollerad landning.
– Det har bara använts en gång tidigare, på 1970-talet. Då räddades båda kosmonauterna, som också fick problem med en bärraket vid starten, säger Stas Barabash.
Lättnaden både i Ryssland och USA är stor efter den lyckade landningen: "Nödlandningssystemen fungerade, farkosten kunde landa i Kazakstan. . . besättningen lever", skriver den ryska rymdstyrelsen Roscosmos på Twitter.
– Tacka Gud för att kosmonauterna lever, sade Kremls talesperson Dmitrij Peskov, enligt AFP.
blev nedfärden för de två brantare än vanligt, vilket innebär att de utsattes för starkare G-krafter. Rymdfararna har dock tränats för sådana scenarier. Båda sägs må bra.
På ISS uppges de tre besättningsmedlemmarna ha tillräckligt med förnödenheter för att klara sig till nästa uppskjutning, som är planerad till i december.