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7时30分，神舟十一号飞船发射，飞行乘组由景海鹏和陈冬组成，景海鹏也成为中国第一位三次执行航天任务的航天员。2016年11月18日，神舟十一号载人飞船返回舱在内蒙古中部预定区域成功着陆，执行飞行任务的航天员景海鹏、陈冬身体状态良好