Wołkow został dowódcą czwartej stałej ekspedycji (ЭО-4). W załodze razem z nim znaleźli się: Aleksandr Kaleri oraz francuski astronauta Jean-Loup Chrétien. W marcu Aleksandra Kaleri zastąpił Siergiej Krikalow. 1988 – 26 listopada wystartował w kosmos na pokładzie statku Sojuz TM-7. Lot trwał do 27 kwietnia 1989. 1990 – 13 sierpnia rozpoczyna kolejne przygotowania do lotu w kosmos. Tym razem został wyznaczony do załogi rezerwowej 8. stałej ekspedycji na stację Mir. Inżynierem pokładowym załogi został Aleksandr Kaleri. 1991 – 18 maja podczas startu Sojuza TM-12 był dowódcą rezerwowej radziecko-angielskiej załogi. W jej skład wchodzili również – inżynier pokładowy – Aleksandr Kaleri i kosmonauta badacz Timothy Mace z Wielkiej Brytanii.W czerwcu mianowano go dowódcą 10 stałej ekspedycji na stację Mir (Э0-10) realizującej jednocześnie krótkotrwały lot w ramach radziecko-austriackiego programu Austromir. Pierwotnie obok austriackiego kosmonauty, którym był Franz Viehböck, lecieć miał Aleksandr Kaleri, ale do programu lotu włączono także planowany lot obywatela Kazachstanu i w jego miejsce do załogi włączony został Toktar Äubäkyrow.2 października Wołkow wystartował w kosmos na pokładzie statku Sojuz TM-13.