Он был первым советским гражданским и беспартийным космонавтом.
В 1964 году он совершил полет в составе группового экипажа космического корабля «Восход» вместе с Борисом Егоровым и Владимиром Комаровым. Это был первый космический полет без скафандров.
После полета Феоктистов занимался разработкой космических кораблей серий «Союз» и «Прогресс». Именем космонавта названы улица и школа в Воронеже, а также кратер на Луне.