Le 22 janvier 1969, elle sortit indemne de l'attentat perpétré par le lieutenant Viktor Iline contre Leonid Brejnev. Vers 14 heures, lorsque le cortège officiel entrait au Kremlin, Iline ouvrit le feu sur la voiture qu'il pensait, à tort, être occupée par le Secrétaire général du PCUS. En réalité s'y trouvaient quatre cosmonautes, Valentina Terechkova, Alexeï Leonov, Andrian Nikolaïev, Georgi Beregovoi et leur chauffeur. Au cours de la fusillade, 16 balles atteignirent le véhicule. Le chauffeur fut tué et Beregovoï blessé.
Un cratère de la face cachée de la Lune d'un diamètre de 31 km a été baptisé de son nom.
Valentina Terechkova est citoyenne d'honneur de 15 villes du monde : Kalouga et Iaroslavl en Russie, Vitebsk en Biélorussie, Baïkonour et Karaganda au Kazakhstan, Gumri en Arménie, Montreuil et Drancy en France, Montgomery en Grande-Bretagne, Polizzi Generosa en Italie, Darhan en Mongolie, Sofia, Bourgas, Petric, Stara Zagora, Pleven et Varna en Bulgarie et Bratislava en Slovaquie.
Le 22 juin 1963, elle a été nommée Héros de l'Union soviétique, la plus haute distinction de l'URSS. L'Ordre de Lénine et la médaille de l'Étoile d'or lui ont également été décernés. L'Organisation des Nations unies lui a décerné la médaille d'or de la paix, et la France lui a remis la médaille Joliot-Curie.