Razem z nim w załodze znaleźli się Tałgat Musabajew oraz Gierman Arzamazow. 1994 – w styczniu rozpoczął przygotowania do lotu na stację Mir. Od lipca do listopada razem z Tałgatem Musabajewem stanowili 16 stałą załogę Mira. 1996 – był koordynatorem rosyjskiego Centrum Przygotowań Kosmonautów przy NASA. 1997-1998 – razem z innymi kosmonautami przygotowywał się do lotu na Międzynarodową Stację Kosmiczną. 1998-2000 – od sierpnia 1998 w JSC przygotowywał się do misji STS-106. Blisko 12-dniowy lot wahadłowca odbył się we wrześniu 2000. 2001-2003 – w styczniu 2001 Malenczenko, Siergiej Moszczenko oraz Edward Lu rozpoczęli przeszkolenie przed misją na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Byli w składzie planowanej 7 stałej załogi ISS. W październiku 2002 Moszczenkę zastąpił Aleksandr Kaleri. Po katastrofie Columbii składy stałych załóg okrojono do dwóch astronautów i dalsze przygotowania kontynuował tylko z Edwardem Lu. Obaj wystartowali w kosmos na pokładzie statku Sojuz TMA-2 i przebywali na stacji od kwietnia do października 2003. 2005-2006 – we wrześniu 2005 wspólnie z amerykańską astronautką Peggy Whitson został wyznaczony do załogi dublerów 14 ekspedycji na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Funkcję tę pełnili do 18 września 2006, tj. do dnia startu statku Sojuz TMA-9.