La même année qu'elle a commencé à travailler pour le parti communiste, l'URSS a lancé la fusée Vostok 1, cette mission spatiale a converti Yuri Gagarin en le premier homme à sortir dans l'espace extérieur.
Elle était très intéressée par l'investigation spatiale, et quand l'URSS a cherché une candidate pour une autre mission spatiale, elle s'est présentée au recrutement. Grâce à son expérience en parachutisme et d'autres qualités, elle a été sélectionnée.
À son retour, elle était devenue la première femme à visiter l’espace, et la seule femme à voyager seule.
Après un dur entraînement, le 16 juin 1963, Terechkova fut lancée dans l’espace à bord du vaisseau Vostok 6, avec lequel elle gravit 48 fois autour de la Terre lors d’un voyage spatial de 70 heures et 50 minutes qui s’est terminé le 19 juin.
J'avais réaliser ma rêve!!! Après tous mes efforts et mon travail, je l’ai eu!
Si les femmes peuvent travailler dans la construction ferroviaire en Russie, pourquoi ne peuvent-elles pas voler dans l’espace?
Tereshkova s’intéresse ensuite à la politique. En 1968, elle est nommée à la tête du comité des femmes soviétiques et est députée au Soviet suprême jusqu’en 1970. Maintenant, elle est considérée une icône féministe, pour toutes les femmes et filles qui rêvent de voyager à l'espace ou qui sont intéressées par l'exploration spatiale.