1999年11月20日凌晨6时在酒泉航天发射场发射升空，承担发射任务的是在长征2号捆绑式火箭的基础上改进研制的长征2号F火箭。在发射点火十分钟后，船箭分离，并准确进入预定轨道。此次飞行对中国航天意义重大。飞船入轨后，地面的各测控中心和分布在太平洋、印度洋上的远望号测量船对飞船进行了跟踪测控，同地，还对飞船内的生命保障系统、姿态控制系统等进行了测试。北京时间11月21日凌晨3时，地面指挥中心向飞船发出返回指令，神舟一号飞船于北京时间11月21日03点41分顺利降落在内蒙古中部地区的着陆场，飞船在太空中