Валентина Терешкова родилась 6 марта 1937 года в деревне Большое Масленниково Тутаевского района Ярославской области в крестьянской семье. Мать — Елена Фёдоровна Терешкова (1913-1987), родом из деревни Еремеевщина Дубровенского района, работала на текстильной фабрике. Отец — Владимир Аксёнович Терешков (1912-1940), родился в деревне Выйлово Белыничского района Могилёвской области, тракторист. В 1939 году погиб на советско-финской войне. В семье было трое детей,помимо Валентины, было еще двое детей: старшая сестра Людмила и младший брат Владимир.
С 1959 года занималась парашютным спортом в Ярославском аэроклубе, выполнила 90 прыжков. Позднее она получила первый разряд по парашютному спорту и стала инструктором. 12 марта 1962 года Валентина Терешкова была зачислена в отряд космонавтов и стала проходить обучение как слушатель-космонавт 2-го отряда.
29 ноября 1962 года она сдала выпускные экзамены по ОКП на «отлично». С 1 декабря 1962 года Терешкова — космонавт 1-го отряда 1-го отдела. С 16 июня 1963 года, то есть сразу после полёта, она стала инструктором-космонавтом 1-го отряда и была на этой должности до 14 марта 1966 года.
Первая женщина отправилась в космос 16 июня 1963 года. Полет продолжался 3 суток. Валентина Терешкова отправилась в космос на корабле «Восток-6», взлетевшем с Байконура (не с той площадки, с которой стартовал Юрий Гагарин , а с дублирующей). То, как первая женщина-космонавт провела старт, какие доклады озвучивала, получило высокую оценку специалистов. Они уверяли, что Терешкова провела старт лучше опытных космонавтов-мужчин.
Полет Терешковой был тяжелым, а приземление страшным. Хотя космонавтов учили приводняться, Валентина боялась, что не справится с парашютом на 4-х километровой высоте и камнем упадет в озеро. В итоге Терешковой повезло, озеро она перелетела.
В 2011 году избрана депутатом Государственной думы России от партии «Единая Россия» по ярославскому региональному списку. Входила в межфракционную депутатскую группу по защите христианских ценностей. В этом качестве она поддерживала внесение изменений в Конституцию России, согласно которым «православие является основой национальной и культурной самобытности России».
7 февраля 2014 года на Церемонии открытия зимних Олимпийских игр 2014 в Сочи в числе восьми избранных персон России несла Олимпийский флаг.
При содействии и участии Терешковой в Ярославле открыт университет, построены новое здание техникума лёгкой промышленности, речной вокзал, планетарий, благоустроена набережная Волги.
В течение всей жизни оказывает помощь родной школе и Ярославскому детскому дому. С 2015 года — президент некоммерческого благотворительного фонда «Память поколений».
На парламентских выборах 18 сентября 2016 года заняла второе место в региональной группе «Единой России», включающей в себя Ярославскую, Ивановскую, Костромскую и Тверскую области.