Сразу после принятия в отряд космонавтов Валентину Терешкову вместе с остальными девушками призвали на срочную воинскую службу в звании рядовых.

В отряд космонавтов Валентина Терешкова была зачислена 12 марта 1962 года и стала проходить обучение как слушатель-космонавт 2 отряда. 29 ноября 1962 она сдала выпускные экзамены по ОКП на «отлично». С 1 декабря 1962 года она — космонавт 1 отряда 1 отдела. С 16 июня 1963 года, то есть сразу после полёта, она стала инструктором-космонавтом 1 отряда и была на этой должности до 14 марта 1966 года.

Во время обучения она проходила тренировки на устойчивость организма к факторам космического полёта. Тренировки включали в себя термокамеру, где надо было находиться в лётном комбинезоне при температуре 70 градусов и влажности 30 %, сурдокамеру — изолированное от звуков помещение, где каждая кандидатка должна была провести 10 суток.

Тренировки в невесомости проходили на МиГ-15. При выполнении специальной фигуры высшего пилотажа — параболической горки — внутри самолёта устанавливалась невесомость на 40 секунд, и таких сеансов было 3—4 за полёт. Во время каждого сеанса надо было выполнить очередное задание: написать имя и фамилию, попробовать поесть, поговорить по рации.

Особое внимание уделялось парашютной подготовке, так как космонавт перед самой посадкой катапультировался и приземлялся отдельно на парашюте. Поскольку всегда существовал риск приводнения спускаемого аппарата, проводились и тренировки по парашютным прыжкам в море, в технологическом, то есть не пригнанном по размеру, скафандре.

При выборе Терешковой на роль первой женщины-космонавта, кроме успешного прохождения подготовки учитывались и политические моменты: Терешкова была из рабочих, тогда как, например, Пономарёва и Соловьёва — из служащих. Кроме того, отец Терешковой, Владимир, погиб во время Зимней войны, когда ей было два года. Уже после полёта, когда Терешкову спросили, чем Советский Союз может отблагодарить за её службу, она попросила найти место, где был убит отец.

На момент назначения Терешковой пилотом «Востока-6» она была на 10 лет младше, чем Гордон Купер, самый молодой из первого отряда американских астронавтов.

Свой космический полёт (первый в мире полёт женщины-космонавта) она совершила 16 июня 1963 года на космическом корабле Восток-6, он продолжался почти трое суток. Одновременно на орбите находился космический корабль Восток-5, пилотируемый космонавтом Валерием Быковским.

В день первого полёта в космос она сказала родным, что уезжает на соревнования парашютистов, о полёте они узнали из новостей по радио.

Позывной Терешковой на время полёта — «Чайка»; фраза, которую она произнесла перед стартом: «Эй! Небо, сними шляпу!» (изменённая цитата из поэмы Маяковского «Облако в штанах»).

По её утверждению, полярность выдаваемых команд была противоположна направлению движению ручки в ручном режиме (корабль поворачивался не в ту сторону, что при отработке на тренажёре). В автоматическом же режиме полярность была правильная, что дало возможность штатно сориентировать и посадить корабль.

Несмотря на тошноту и физический дискомфорт, она выдержала 48 оборотов вокруг Земли и провела почти трое суток в космосе, где вела бортовой журнал и делала фотографии горизонта, которые позже были использованы для обнаружения аэрозольных слоёв в атмосфере.

Спускаемый аппарат «Востока-6» благополучно приземлился в Алтайском крае.

30 апреля 1969 — 28 апреля 1997 года — инструктор-космонавт отряда космонавтов 1 отдела 1 управления группы орбитальных кораблей и станций, инструктор-космонавт-испытатель группы орбитальных пилотируемых комплексов общего и специального назначения, 1 группы отряда космонавтов.

Терешкова осталась в отряде, и в 1982 году даже могла быть назначена командиром женского экипажа КК «Союз». 30 апреля 1997 года Терешкова покинула отряд последней из женского набора 1962 года в связи с достижением предельного возраста.

С 1997 года она — старший научный сотрудник Центра подготовки космонавтов.

1966—1989 годы — депутат Верховного Совета СССР VII—XI созывов.

В 1968—1987 годах возглавляла Комитет советских женщин

1974—1989 годы — член Президиума Верховного Совета СССР.

В 1987—1992 годах — председатель Президиума Союза советских обществ дружбы и культурной связи с зарубежными странами.

1989—1992 годы — народный депутат СССР от Союза советских обществ дружбы и культурных связей с зарубежными странами и общества «Родина».

В 1992 году — председатель президиума Российской ассоциации международного сотрудничества.

В 1992—1995 годах — первый заместитель председателя Российского агентства международного сотрудничества и развития.

В 1994—2004 годах — руководитель Российского центра международного научного и культурного сотрудничества

С 2008 года — депутат Областной Думы Ярославской области от партии «Единая Россия».

После выполнения космического полёта Терешкова поступила и окончила с отличием Военно-воздушную инженерную академию им. Н. Е. Жуковского, стала кандидатом технических наук, профессором, автором более 50 научных работ.

22 января 1969 года находилась в автомобиле, обстрелянном офицером Виктором Ильиным в ходе покушения на Брежнева. Не пострадала.

Была замужем за Андрияном Николаевым, свадьба состоялась 3 ноября 1963 года, среди гостей был сам Хрущёв. Вплоть до развода с Николаевым в 1982 году Терешкова носила двойную фамилию Николаева-Терешкова. 8 июня 1964 года родилась дочь Елена Андрияновна: первый ребёнок, и отец и мать которого были космонавтами. Второй муж — Юлий Шапошников — умер в 1999 году.

В 2007 году президент Владимир Путин пригласил Терешкову в Ново-Огарёво, чтобы поздравить с 70-летием. В ходе беседы Валентина Терешкова рассказала, что перед стартом она разговаривала с Королёвым о будущих экспедициях на Марс и что она готова полететь туда даже без возвращения.

15 декабря 1962 — младший лейтенант
16 июня 1963 — лейтенант
16 июня 1963 — капитан
9 января 1965 — майор
14 октября 1967 — подполковник
30 апреля 1970 — инженер-полковник, затем полковник-инженер
5 мая 1995 — генерал-майор (Указ Президента Российской Федерации № 458); единственная женщина в Российской Федерации, имеющая генеральское звание
С 30 апреля 1997 года находится в отставке.

Спортивные достижения

1 разряд по парашютному спорту. 19 июня 1963 года — заслуженный мастер спорта СССР.

Квалификация

С 16 июня 1963 года — космонавт 3 класса.

Орден «За заслуги перед Отечеством» II степени (6 марта 2007) — за выдающийся вклад в развитие отечественной космонавтики

Орден «За заслуги перед Отечеством» III степени (6 марта 1997) — за заслуги перед государством и большой личный вклад в развитие отечественной космонавтики

Орден Почёта (10 июня 2003) — за большой вклад в развитие и укрепление международных научных, культурных и общественных связей

Два ордена Ленина (22 июня 1963 и 6 мая 1981) — за успешную деятельность по развитию и укреплению связей с прогрессивной общественностью и миролюбивыми силами зарубежных стран (второй)

Орден Октябрьской Революции (1 декабря 1971)

Орден Трудового Красного Знамени (5 марта 1987) — за общественную деятельность

Орден Дружбы Народов

Лётчик-космонавт СССР

Медали

Государственная премия Российской Федерации за выдающиеся достижения в области гуманитарной деятельности 2008 года (4 июня 2009 года)

Почётные грамоты Правительства Российской Федерации (16 июня 2008, 12 июня 2003, 3 марта 1997) — за многолетнюю плодотворную государственную и общественную деятельность, большой личный вклад в развитие пилотируемой космонавтики и в связи с 45-летием осуществления космического полёта; за большой личный вклад в развитие пилотируемой космонавтики; за заслуги в развитии космонавтики, укреплении международных научных и культурных связей и многолетний добросовестный труд.

Медаль «Золотая Звезда» Героя Социалистического Труда ЧССР (август 1963)

Медаль «Золотая Звезда» Героя Социалистического Труда НРБ и орден Георгия Димитрова (9 сентября 1963)

Орден Карла Маркса и медаль Беккера (октябрь 1963, ГДР)

Крест Грюнвальда I степени (октябрь 1963, ПНР)

Орден Непала I степени (ноябрь 1963, Непал)

Орден Звезды Республики Индонезия II степени (ноябрь 1963)

Орден Вольты (январь 1964, Гана)

Орден Государственного Знамени ВНР (апрель 1965)

медаль «Золотой Соёмб» Героя труда МНР и орден Сухэ-Батора (май 1965, МНР)

Орден Просвещения (август 1969, Афганистан)

Орден Планеты (декабрь 1969, Иордания)

Орден «Ожерелье Нила» (январь 1971, ОАР)

Медаль «Золотая Звезда» Героя Труда Вьетнама (октябрь 1971)

Орден О’Хигенса и Золотой Знак ВВС (март 1972, Чили)

Орден Югославского Знамени (ноябрь 1972)

Орден «За достижения в науке» (17 ноября 1973, СРР)

Орден Солнца (1974, Перу)

Орден Плайя-Хирон и орден Анны Бетанкур (1974, Куба)

Медаль «За укрепление братства по оружию» (1976, НРБ)

Орден князя Бранимира с большой лентой (17 февраля 2003, Хорватия)

Золотая медаль им. К. Э. Циолковского АН СССР

Золотая медаль Британского общества межпланетных сообщений «За успехи в освоении космоса» (февраль 1964, Великобритания)

Золотая медаль «Космос» (ФАИ)

Премия Галамбера по астронавтике

Золотая медаль Мира им. Жолио-Кюри (1964, Франция)

Орден «Роза ветров» Международного комитета по аэронавтике и космическим полетам

«Золотая мимоза» итальянского Союза женщин (1963)

Знак ЦК ВЛКСМ «За активную работу в комсомоле» (1963)

Золотая медаль ВДНХ (28 июня 1963)

Почётный знак ДОСААФ СССР (1 июля 1963)

Орден преподобной Евфросинии, великой княгини Московской II степени (2008)

Её именем названы кратер на Луне и малая планета 1671 Chaika.

Ей присвоен почётный титул «Величайшая женщина XX столетия».

Её именем названа набережная в Евпатории.

Её именем названы улицы в Витебске, Иркутске, Кемерово, Клину, Королёве, Липецке, Мытищах, Новосибирске (Академгородок), Новочебоксарске, Одессе, Оренбурге, Ярославле, Красноярске и других городах; также её именем названа школа № 32 города Ярославля, в которой она училась.

Музей В. В. Терешковой «Космос» в нескольких километрах от её родной деревни.

«Валентина Терешкова», документальный фильм, 1974 год. Режиссёр — Марина Голдовская.

«Космический дебют Валентины Терешковой», документальный фильм, 2003 год. Режиссёр — Александр Лютенков.

Музыка

Ей посвящены песни: Софии Ротару «Валентина» (на молдавском, 1968 год, исполнена на конкурсе «Золотой орфей» в Болгарии, где Терешкова была членом жюри), английской группы «Komputer» (англ.) «Valentina» (альбомы «The World Of Tomorrow», 1997 год, «Valentina», 1998 год) и итальянской группы «Bad Sector» «June 16, 1963» (альбом «Kosmodrom», 2005) и польской группы «Filipinki» «Walentyna Twist».