Dépossédé de son record du monde par Ralph Boston durant l'été 1964, il obtient au mois d'octobre la médaille de bronze des Jeux olympiques de Tokyo en réalisant , le concours étant remporté par le Britannique Lynn Davies. En début de saison 1966, Ter-Ovanessian s'impose lors les Jeux européens en salle de Dortmund en établissant un nouveau record du monde du saut en longueur en salle avec , avant de s'incliner lors des Championnats d'Europe de Budapest face à Lynn Davies. Le , à l'occasion de la semaine pré-olympique de Mexico, le Soviétique égale le record du monde de Boston () dans des conditions atmosphériques une nouvelle fois avantageuses.