Ngày 16 tháng 6 năm 1963, Valentina lên tàu vũ trụ Vostok 6 và ở trong vũ trụ ba ngày, bay quanh Trái Đất tổng cộng 48 lần.
Ngày 16/6/1963, cựu công nhân dệt Liên Xô Valentina Vladimirovna Tereshkova trở thành người phụ nữ đầu tiên, phi hành gia dân sự đầu tiên bay vào vũ trụ. Đây là một thành tựu lớn trong lịch sử ngành vũ trụ của Liên Xô trong năm Quý Mão.