Virtsa pirmais kosmiskais lidojums notika 2010. gada februārī misijā STS-130, esot kosmoplāna Endeavour pilotam.
Otro lidojumu viņš sāka 2014. gada novembrī ar kosmosa kuģi Sojuz TMA-15M dodoties uz Starptautisko kosmosa staciju. Bija 42. ekspedīcijas lidojuma inženieris un 43. ekspedīcijas komandieris. Uz zemes atgriezās 2015. gada jūnijā.
2016. gada 23. augustā Terijs Virtss atstāja NASA.[1]