搭載獵戶座升空的是由聯合發射聯盟（ＵＬＡ）打造的美國最大火箭「三角洲四號重型火箭」，雖然首度試飛沒有太空人登船，但ＮＡＳＡ工程師全程緊盯近四．五小時的飛行，以了解獵戶座的表現。獵戶座計畫目前已耗費ＮＡＳＡ九十一億美元。
五日在佛羅里達州卡納維爾角甘迺迪太空中心的發射任務，吸引好幾千名民眾參觀，現場充滿了太空梭升空時期的懷舊氣氛。獵戶座原訂四日發射，當天曾吸引多達兩萬七千人，但因強風與技術問題而延後一天。
當廿四層樓高的火箭點燃、推進引擎，順利升空後，甘迺迪太空中心控制室內傳出歡呼聲；點火後十七分鐘，獵戶座順利進入地球軌道，此時由ＮＡＳＡ的德州休士頓太空中心接手管控。獵戶座此時進入預設的自動飛行狀態，只有在必要時才會人為介入。
在首度試飛中，獵戶座繞飛地球第一圈的高度，約與以四百卅公里高度繞行地球的國際太空站同高；第二圈將攀升十五倍高，達地球上方五千八百公里的極點。主要測試目標是了解在其以時速三萬兩千公里的高速返回地球，而船體與大氣摩擦產生攝氏兩千兩百度高溫之際，隔熱板的功能如何。隔熱板的測試、各拋棄組件能否正常運作，以及降落傘能否順利作用，都是首度試飛的測試重點。
未來任務：太空套捕小行星、登火星
獵戶座是美國自一九七二年最後一次阿波羅登月任務後，四十二年來第一個旨在載人進入深太空的美國太空船。ＮＡＳＡ自從太空梭二○一一年退役以來，就沒有美國飛行器送人上太空。獵戶座的發射可望為美國的太空計畫重新注入活力，目前美國被迫仰賴俄國的聯合號太空船載人抵達近地軌道的國際太空站。ＮＡＳＡ正在研發更大型火箭「太空發射系統（ＳＬＳ）」，預計在二○一八年首度載運獵戶座升空。
可搭載四人的獵戶座，未來任務包括以太空套索套捕一枚小行星，以及二○三○年代進行火星之旅。獵戶座計畫經理蓋耶爾說：「獵戶座的試飛是該旅程的起步，這是探險的開始。」
獵戶座首次載人試飛，預計於二○二一年進行，有鑑於經費將飆升達一百九十億至兩百廿億美元，該試飛很可能延後。獵戶座的主要包商是洛克希德馬汀公司，該太空船原是ＮＡＳＡ星座計畫中，送人登月的載具，但該計畫被歐巴馬總統於二○一○年取消。