Se unió al equipo de Mijaíl Tijonravov en la OKB (oficina de diseño), y en 1955 formó parte del equipo que diseñó los satélites Sputnik, la cápsula espacial Vostok, la nave espacial Vosjod, y la cápsula espacial Soyuz bajo la jefatura del Diseñador en Jefe Soviético Serguéi Koroliov.Durante esta época, Feoktistov también trabajó en el diseño de una aeronave con motor iónico, con capacidad para llevar humanos a Marte.Fue el primer civil en realizar un vuelo espacial, y el único cosmonauta de la Unión Soviética que no fue miembro del Partido Comunista de la Unión Soviética.Pudiendo visitar cualquier ciudad que escogiesen, eligieron Disneyland en California, siendo acompañados por astronautas norteamericanos como anfitriones, incluyendo entre otros a Eugene Cernan y a Neil Armstrong.El actor Kirk Douglas y otros anfitriones prepararon recepciones en su honor en Hollywood.
