Feoktistov taisteli toisessa maailmansodassapuna-armeijassa Saksan joukkoja vastaan. Hänen jäätyään vangiksi saksalaiset yrittivät teloittaa hänet muiden neuvostoliittolaisten sotavankiensa joukossa, mutta hän sai vain naarmun kaulaansa ja nousi joukkohaudasta.
Vuonna 1964 Feoktistov valittiin kosmonauttikoulutukseen. Hän lensi Voshod 1 -avaruusaluksella kerran, mutta lääketieteellisistä syistä häntä ei valittu muille avaruuslennoille. Hän vietti 12. lokakuuta 1964 laukaistulla Voshod 1 -lennolla 24 tuntia 17 minuuttia avaruudessa. Voshod 1 -lento oli ensimmäinen kerta, jolloin kosmonautit lähtivät avaruuslennolle ilman painepukua, sillä alukseen ei mahtunut kolmea henkilöä painepuvun kanssa. Painepuvun puuttuminen lisäsi riskiä, mutta riski ei koskaan realisoitunut.
Feoktistov jatkoi insinöörinä ja nousi Saljut- ja Mir-avaruusasemat suunnitelleen toimiston johtajaksi. Vuodesta 1990 alkaen hän toimi Moskovan teknillisen yliopiston professorina. Vuonna 2003 hän toimi Baikonurin avaruuskeskuksen lennonjohdon varajohtajana.