Выбор первой космонавтки отличался от выбора пилота первого «Востока». После колоссального международного резонанса, вызванного полётом Гагарина, советские политики ясно представляли себе, что значит стать первым в космосе. Больше того, если при подготовке запуска «Востока» Королёв не сомневался, что вслед за Гагариным полетят его товарищи, то теперь такой уверенности не было: полёт женщины мог оказаться единственным на десятилетия.
Юрий Гагарин, курировавший подготовку космонавтов, Сергей Королёв и Николай Каманин среди остальных выделили Валентину Терешкову. Им нравились её волевой характер и общественная активность. При этом специалисты отдавали предпочтение Пономарёвой, которая казалась наиболее подходящей с профессиональной точки зрения. Есть версия, что спор разрешил сам глава государства Никита Хрущёв: Терешкова была по образованию ткачихой, а представительницы текстильной промышленности играли во внутренней политике и пропаганде государства одну из важнейших ролей.
В марте 1963 года Каманин предложил групповой полёт двух кораблей с женщинами на борту, однако правительство не поддержало эту идею, решив на одном из двух кораблей отправить мужчину. 14 июня на космодроме Байконур стартовал корабль «Восток-5» с Валерием Быковским (позывной Ястреб). Когда все убедились, что космонавт адаптировался к невесомости, а все системы корабля работают нормально, 16 июня запустили «Восток-6» с Валентиной Терешковой (позывной Чайка). Предполагалось, что Быковский будет летать восемь суток, а Терешкова — три дня.