Po jej ukończeniu został astronautą programu MOL (Manned Orbiting Laboratory). 1970 – na University of Southern California uzyskał tytuł magistra inżynierii lotniczej i kosmicznej. 1988 – zakończył czynną służbę wojskową.
Jako pilot wylatał 6600 godzin.
Kariera astronauty 1966 – 17 czerwca był jednym z pięciu pilotów doświadczalnych, których wybrano do kosmicznego programu sił powietrznych MOL. W drugiej już grupie pilotów zakwalifikowanych do tego programu znaleźli się również późniejsi astronauci programu Space Shuttle: Robert Crippen, Charles Fullerton, Henry Hartsfield i Robert Overmyer. Zespół astronautów przygotowanych do programu MOL został rozwiązany w sierpniu 1969. 1969 – 13 sierpnia został członkiem 7. grupy astronautów NASA () i rozpoczął szkolenie specjalistyczne. 1972 – był w trzyosobowym zespole, który przeprowadził eksperyment SMETA (Skylab Medical Experiments Altitude Test) polegający na 56-dniowej symulacji planowanego lotu na stację orbitalną Skylab. Poza Bobko udział w nim wzięli także Robert Crippen i William Thornton. Test pozwolił na opracowanie niektórych elementów wyposażenia, wypracowanie metodyki pracy załogi oraz uzyskanie szeregu istotnych danych medycznych. 1973-1975 – razem z Richardem Trulym był w jednej z ekip wspierających misję ASTP (Apollo-Soyuz Test Project).