В 1966 году он был зачислен в 731-й отдел ЦКБЭМ начальником группы кандидатов в космонавты-испытатели ЦКБЭМ, а 27 мая 1968 года стал работать в отряде космонавтов ЦКБЭМ.
Гречко совершил три космических полёта — в 1975, 1978 и 1985 годах.
Кроме того, лётчик является автором мемуаров «Космонавт № 34. От лучины до пришельцев».