根據新華社報導，酒泉衛星發射中心在舉行完歡送太空人出征的典禮後，2名太空人景海鵬、陳冬於凌晨4時登上太空船，7時20分許，大陸國家總理李克強到達發射中心，觀看太空船發射實況。7時30分點火升空，過程大陸央視全程直播，發射中心也不斷宣布最新飛行進度。
太空船駛入軌道後，就先展開安裝在船體上的太陽能板，7時50分，酒泉中心宣布第6次載人飛行任務「圓滿成功」，航天工程指揮中心裡傳來一片歡呼聲，正在印度出席金磚國家領導人第八次會晤的大陸國家主席習近平，第一時間也發出賀電。
據報導，這次航天任務，是大陸載人太空船航行歷時最長的一次，目的是為「天宮二號」太空站運送補給物資，並將先進行高技術性的太空船與太空站對接任務，接著太空人會在站內進行一連串的科學、醫學實驗和相關技術性活動。