Uprawnienia te zdobył podczas szkolenia w Państwowym Instytucie Naukowo-Doświadczalnym Sił Powietrznych (ГК НИИ ВВС). Latał na samolotach Su-9, Su-7BKŁ oraz MiG-21. 1974–1976 – od stycznia 1974 przez dwa lata jako dowódca razem z Giennadijem Striekałowem szkolił się do lotu na statku 7K-S. 1976 – wspólnie z Giennadijem Striekałowem, w załodze dublerów, przygotowywał się do lotu Sojuza 22. 15 września, podczas startu do tej misji, był dublerem dowódcy – Walerija Bykowskiego. Później trenował w grupach kosmonautów przygotowywanych do lotów na różnych typach statków serii Sojuz (7K-S oraz 7K-ST). 1978 – w październiku został wyznaczony na dowódcę lotu doświadczalnego na nowym załogowym statku – Sojuz-T. Szkolenie rozpoczął z inżynierem pokładowym – Władimirem Aksjonowem. 1979 – został przeniesiony do zespołu szkolonego do lotów na załogowe stacje kosmiczne. 1980 – w czerwcu odbył czterodniowy lot na statku Sojuz T-2. 1981 – we wrześniu, po otrzymaniu nominacji na dowódcę podstawowej załogi radziecko-francuskiego lotu kosmicznego, rozpoczął przygotowania razem z Aleksandrem Iwanczenkowem oraz Jeanem-Loupem Chrétienem. 1982 – w styczniu lekarze wykryli u niego problemy z sercem i Małyszew został wycofany z przygotowań. Zastąpił go Władimir Dżanibekow. W lipcu został mianowany zastępcą dowódcy oddziału kosmonautów ds.