W czerwcu 2013 r. została wybrana przez NASA do 21. Grupy Astronautów. W lipcu 2015 r. ukończyła szkolenie, które umożliwiło jej udział w misjach. Szkolenie dla astronautów, w którym brała udział, obejmowało naukowe i techniczne odprawy, intensywne szkolenie z systemów Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, spacery kosmiczne, robotykę, trening fizjologiczny, lot szkoleniowy w T – 38 oraz szkolenie w zakresie przetrwania w wodzie i dziczy. mały|240x240px|Członkowie załogi Ekspedycji 59: Anne McClain, Oleg Kononenko i David Saint-Jacques witają nowych członków załogi, , Aleksieja Owczinina i Christinę Koch (na dole po prawej), którzy przybyli na Międzynarodową Stację Kosmiczną 14 marca 2019 roku.
Pierwsza misja 14 marca 2019 roku, na pokładzie Sojuza MS-12, Koch – wraz z Aleksiejem Owczininem i Nickiem Hague – wyruszyła na Międzynarodową Stację Kosmiczną aby przyłączyć się do załogi Ekspedycji 59 / 60 / 61.