Sarnaselt teistele Vostoki programmis osalenud kosmonautidele pidas ta orbiidil lennupäevikut, pildistas planeeti ja muutis vastavalt vajadusele kosmoselaeva lennutrajektoori. Lisaks sellele oli missiooni eesmärgiks uurida, kuidas mõjutab kosmosele iseloomulik kõrgem kiirgusnivoo naiste keha.

Tereškova lend kestis kolm päeva, mille vältel tegi ta Maa ümber 48 tiiru, vaatamata sellele, et teda kimbutasid tüüpilised kaaluta olekule omased terviseprobleemid, muu hulgas peapööritus ja füüsiline ebamugavustunne.

Lend ei kulgenud ka täielikult tehniliste probleemideta. Kontrollprogrammi vea tõttu hakkas Vostok 6 orbiit langemise asemel tõusma. Õnneks märkas Tereškova seda juba esimesel päeval ja andis sellest kosmoseprogrammi juhtinud Sergei Korolevile koheselt teada. Rikkest vaikiti aga nelikümmend aastat.