De un grupo inicial de más de 400 solicitantes, Tereshkova fue seleccionada junto con otras cuatro mujeres para unirse a un programa de entrenamiento intensivo. Este entrenamiento fue tan riguroso como el de sus homólogos masculinos, abarcando desde estudios de ingeniería y astronáutica hasta pruebas en centrifugadoras, cámaras anecoicas y vuelos de gravedad cero. Su dedicación, resistencia y temperamento tranquilo la distinguieron entre sus compañeras, siendo finalmente elegida para la misión Vostok 6.