Javában zajlik az űrverseny, az Egyesült Államok és a Szovjetúnió egymást licitálja túl, hogy ki és miben legyen majd az első. 1963. június 16-án a Szovjetunió újabb szempontból tett szert lépéselőnyre: a Bajkonuri Űrközpontból, a Csillagvárosból elindult a Vosztok–6 űrhajó fedélzetén a 26 éves szovjet kozmonauta, Valentyina Tyereskova. Ezzel ő lett az első nő, aki elhagyta a Földet, és máig az egyetlen nő, aki teljesen egyedül hajtott végre űrrepülést.
Tyereskova eredetileg textilgyári munkás volt, de szenvedélyes ejtőernyősként több mint száz ugrást hajtott végre, ami kulcsfontosságú volt kiválasztásánál. A Vosztok-program űrhajósainak nem akárhogyan kellett elhagyni a kapszulájukat: a leszállás végső szakaszában katapultülés segítségével el kellett hagyniuk a kapszulát, majd ejtőernyővel földet érniük. (mellékes megjegyzés, hogy a Vosztok-űrhajóban ezért volt egy teljes értékű katapultülés. Nemcsak leszálláskor használták volna, hanem az indítás első másodperceiben bekövetkező rakétahiba esetén is ez jelentette az egyetlen menekülési lehetőséget. A későbbi Voszhod- és Szojuz-űrhajók már más megoldást alkalmaztak, így azok személyzete a kabinban maradva érkezett vissza a Földre. Sőt, ami a legkényelmetlenebb volt a két ország űrversenyében, hogy Gagarin is ilyen módon ért földet. Az elismerés azonban, hogy elsőként járt az űrben, vitatott volt jó sokáig, mert a szbályok szerint ugyanabban a járműben kellett volna földet érnie, amiben elindult, de aztán mégis megadták neki az elsőséget.)
A Vosztok–6 közel három napot töltött Föld körüli pályán. Az űrhajó 48-szor kerülte meg bolygónkat, miközben Tyereskova „Csajka” („Sirály”) hívójellel tartotta a kapcsolatot a földi irányítással. Küldetése során a kutatók azt vizsgálták, hogyan reagál a női szervezet a súlytalanságra és az űrbeli környezetre.
A repülés idején már odafenn tartózkodott a Vosztok–5 fedélzetén Valerij Bikovszkij is. A két űrhajó néhány kilométeres távolságra közelítette meg egymást, és rádiókapcsolatot létesítettek, ami akkoriban jelentős technikai eredménynek számított.
Tyereskova 71 órányi repülés után tért vissza a Földre. Amikor leszállt, több időt töltött az űrben, mint addig összesen az összes amerikai űrhajós együttvéve (ezzel is megverve az űrversenyben az amerikaiakat, csak úgy, mellékesen). A küldetés hatalmas presztízsgyőzelmet jelentett a Szovjetunió számára, és örökre beírta nevét az űrkutatás történetébe.
