Para unirse al Cuerpo de Cosmonautas, Tereshkova fue incorporada de manera honoraria a la Fuerza Aérea Soviética, siendo así la primera civil en volar al espacio.

Tereshkova comenzó la escuela en 1945 a la edad de ocho años, pero la dejó en 1953 y continuó su educación mediante cursos por correspondencia.

A temprana edad se interesó por el paracaidismo, entrenándose en el Aeroclub local.

En la Unión Soviética, la agencia espacial buscó activamente a una mujer para volar, siempre que pudiera aprobar el entrenamiento.

[5]​ Tereshkova fue considerada como una candidata particularmente digna, en parte debido a su origen "proletario", y porque su padre, el líder y sargento de tanques Vladímir Tereshkov, fue un héroe de guerra[6]​ que murió en acción en la Guerra de Invierno que se desarrolló en Finlandia durante la Segunda Guerra Mundial, en el área de Lemetti en Carelia, en ese momento Tereshkova tenía dos años.

Después de su misión, se le consultó qué podía hacer la Unión Soviética para agradecerle su servicio al país, y Tereshkova pidió que el gobierno buscara el lugar donde su padre había muerto en acción.

Ubicado dicho sitio, el gobierno construyó un monumento en Lemetti —actualmente en el lado ruso de la frontera—.

Sin embargo, como más tarde reconocería la propia protagonista, el vuelo no fue todo lo plácido que cabía esperar.

Tereshkova empezó el vuelo de una manera excelente, todas las operaciones las hizo correctamente.

Sin embargo, ya en la órbita, Tereshkova no pudo orientar la nave correctamente debido a un fallo en el sistema.

Serguéi Koroliov, director del programa espacial soviético, mostró su descontento con el comportamiento de Tereshkova en órbita y no le permitió tomar el control manual de la nave, tal y como estaba planeado.

[14]​ Tras tres días, con el aterrizaje en el territorio de Altái, el vuelo finalizó con éxito.

Permaneció políticamente activa tras el colapso de la Unión Soviética, pero perdió las elecciones a la Duma estatal nacional durante 1995.

[22]​ En 2007, Tereshkova fue invitada a la residencia del primer ministro Vladímir Putin en Novo-Ogaryovo para la celebración de su 70 aniversario.

[23]​ Más tarde fue elegida durante 2008 para su parlamento regional, la Duma del Óblast de Yaroslavl.

Se desempeña como vicepresidenta del Comité de Estructura Federal y Gobierno Local.

Uno de sus artículos más conocidos, "Mujeres en el espacio", que exponía sus puntos de vista sobre las mujeres involucradas en actividades científicas, se publicó en la revista estadounidense conocida como Impact of Science in Society.

[25]​ El 8 de junio de 1964, dio a luz a su hija Elena Andriánovna Nikoláyeva-Tereshkova,[26]​ que estudió y se graduó como médico, y se convirtió en la primera persona con padres que viajaron al espacio.

Valentina Tereshkova siempre tuvo un deseo que nunca pudo realizar: conducir una locomotora.