16 июня 1963 года Валентина Терешкова на космическом корабле «Восток-6» совершила полет в космос. Она стала шестым по счету советским космонавтом. 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.
Полковник Николай Петрович Каманин, занимавшийся отбором и подготовкой космонавтов, вспоминал:
«Все, кто видел Терешкову во время подготовки старта и вывода корабля на орбиту, кто слушал её доклады по радио, единодушно заявили, что она провела старт лучше Поповича и Николаева. Да, я очень рад, что не ошибся в выборе первой женщины-космонавта».
Терешкова довольно тяжело перенесла полет. Однако 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. После Терешковой вторая женщина полетела в космос лишь через 19 лет. Ею стала Светлана Савицкая.