טרשקובה נישאה ב-3 בנובמבר 1963 לקוסמונאוט אנדרייאן ניקולאייב. 

לזוג נולדה בת בשנת 1964 בשם אלנה.

טרשקובה התגרשה בשנת 1982 לאחר שנים ארוכות של נישואין מעוררים. 

בעלה השני, דוקטור שפושניקוב נפטר ב-1999.