为中国首批航天员，并改隶总装改为陆军。2005年6月，入选神舟六号飞行乘组梯队，但未能搭乘飞船升空。2008年9月25日，搭乘神舟七号飞船升空。2007年3月至2010年1月在清华大学航天航空学院攻读工程硕士。2012年6月16日，与航天员刘旺、刘洋共同搭乘神舟九号飞船升空，执行天宫一号与神舟九号载人交会对接任务，任指令长，成为中国第一个两次执行载人航天任务的航天员。2013年，晋升为少将军衔。2016年6月，入选天宫二号与神舟十一号载人飞行任务航天员乘组，担任指令长。2016年10月17日