捷列什科娃从太空回归地球后不到半年，她就找到了自己的伴侣——苏联第三位航天员安德烈·尼古拉耶夫。1963年11月3日，两人在莫斯科婚礼宫举办了隆重的婚礼，包括苏共中央总书记赫鲁晓夫在内的苏联政府高官和航天高层悉数出席。这也是世界上第一对航天员夫妇，二人的婚礼同样为社会主义苏联创造了一项新纪录，具有浓厚的特殊意味儿。实际上，两人的结合并不是什么自由恋爱，外界普遍认为促使两人走到一起的真正推手是苏联航天领导层，因为在他们看来，“这场婚礼对于这个国家来说将是童话一般的故事”。苏联航天工程领导人卡马宁将军也认为两人结合“在政治上和科学上都有价值”。1964年6月8日，两人的女儿出生，这又是一个世界第一——第一个航天员夫妇的宝宝。然而，捷列什科娃和尼古拉耶夫两人的脾气秉性毕竟差异不小，随着时光的推移两人矛盾渐多，关系渐远，到后来甚至拒绝同框照相。捷列什科娃表示两人的感情在1977年就宣告完结，然而由于种种原因，两人最终宣告离婚是在1982年。再后来，捷列什科娃嫁给了担任航天员时负责为其做医疗检查的外科医生尤里·沙波什尼科夫，婚后两人生活平静幸福，直到1999年沙波什尼科夫去世。
