Tyereskova a közép-oroszországi Bolsoje Maszlennyikovo faluban született, apja traktoros, anyja szövőnő volt. Ő is tizenhat éves korától a textilgyárban dolgozott, levelező úton szerzett pamutfonó technikus-technológusi szakképzettséget.

Szabadidejében ejtőernyőzött és a Komszomol, a kommunista ifjúsági szervezet aktivistájaként társadalmi munkát végzett. Több mint százötven ugrás állt mögötte, amikor a helyi kollektíva űrhajósnak javasolta.

A Szovjetunió akkoriban az űrverseny lázában égett, amelynek első szakaszában sorra aratta a győzelmeket az Egyesült Államok fölött. 1957-ben a szovjet szputnyik volt az első űreszköz, 1961-ben Jurij Gagarin személyében szovjet állampolgár járt először a világűrben és a szovjet vezetés azt is presztízskérdésnek tekintette, hogy a világ első űrhajósnője is szovjet legyen. Tyereskova több mint négyszáz jelentkező közül került az öt űrhajósnő-jelölt közé, akik mind gyakorlott ejtőernyősök, 30 évnél fiatalabbak, 70 kilogrammnál könnyebbek és 170 centiméternél alacsonyabbak voltak. Ellene szólt, hogy nem volt repülős gyakorlata, mellette viszont a proletár származás.

Rossznyelvek szerint kiválasztásában a küldetésre nem kis szerepe volt későbbi férjének, Andrijan Nyikolajev űrhajósnak, ám a végső döntést maga a párt főtitkára, Nyikita Hruscsov hozta meg. Az eredeti tervek szerint gyors egymásutánban két nőt lőttek volna fel: előbb Tyereskovát, majd a tapasztalt vadászrepülő Valentyina Ponomarjovát, de ezt az utolsó pillanatban megváltozatták. A Vosztok-5-tel Valerij Bikovszkij indult útnak, őt két nappal később követte a Vosztok 6 fedélzetén Tyereskova.

A TASZSZ hírügynökség 1963. június 16-án jelentette a szenzációs hírt a világ első űrhajósnőjének fellövéséről. Tyereskova két napot, 22 órát és 50 percet töltött a kozmoszban, 48 alkalommal kerülte meg a Földet, s egy alkalommal öt kilométerre megközelítette a másik Vosztok űrhajót. "Itt sirály, itt sirály, a repülés rendben zajlik, a közérzetem jó" - jelentette Tyereskova az irányító központnak.

Mint évtizedekkel később, a cenzúra megszűnése után kiderült, ez jókora túlzás volt: az űrhajósnő útja során végig orrvérzéssel és rosszulléttel küzdött, mert szervezete nem tudott hozzászokni a gravitáció hiányához. Az űrhajósnő-programot ezután megszüntették, újra csak tizenkilenc évvel később járt ismét nő a világűrben, a szintén szovjet Szvetlana Szavickaja személyében. Tyereskova űrutazása után - félig szerelemből, félig kötelességtudásból - űrhajóstársához, Andrijan Nyikolajevhez ment férjhez, az esküvőn jelen volt Hruscsov is.

A cél az volt, hogy az első "űrgyerek" megszületésével is bizonyítsák, a kozmoszban való tartózkodás ártalmatlan az emberi egészségre. A kislány meg is született, ma már sebészorvos, de a házaspár 1982-ben elvált. Tyereskova elvégezte a repülőakadémia űrhajós szakát, kandidátus és a szovjet hadsereg első női tábornoka lett.

Az űrhajózáshoz ezután néhány publikációtól eltekintve legfeljebb az élménybeszámolók szintjén volt köze. Annál aktívabb közéleti szereplővé lépett elő, a szovjet női egyenjogúság első számú megtestesítőjeként negyedszázadon át szovjet parlamenti képviselő, a Legfelsőbb Tanács elnökségének tagja, az SZKP Központi Bizottságának tagja, a szovjet nőbizottság elnöke és a Szovjet Baráti Társaságok Szövetségének elnöke volt.

Nevét viseli kráter a Holdon, kisbolygó, utca és iskola, szülőfalujában múzeuma van. (Az MTVA Sajtó- és Fotóarchívumának portréja, MTI)