El 3 de noviembre de 1963 contrajo matrimonio con el cosmonauta Andrián Nikoláyev (1929-2004) y un año más tarde dio a luz a su hija Yelena Andriánovna Nikoláyeva-Tereshkova (8 de junio de 1964), quien es ahora doctora en medicina y que fue la primera persona nacida de dos cosmonautas que habían salido al espacio.