10月15日21时31分,“神舟”五号飞船进入第九圈。10月15日23时08分,“神舟”五号飞船进入第十圈飞行,航天员杨利伟开始休息。10月16日4时19分,“神舟”五号飞船进入第十四圈飞行。10月16日5时35分,北京航天指挥控制中心成功向正在太空运行的“神舟”五号载人飞船发送返回指令。按照程序,飞船将在建立返回姿态后,经过返回制动、轨道舱与返回舱分离、推进舱与返回舱分离等一系列太空控制动作,开始返回内蒙古主着陆场。10月16日5时36分,“神舟”五号飞船轨道舱与返回舱成功分离。返回舱与推进舱轨道高度不断降低,向预定落点返回。飞船轨道舱将留轨工作半年,开展相关的科学实验。10月16日5时38分,“神舟”五号载人飞船制动火箭点火,飞船返回舱飞行速度减缓,轨道高度进一步降低。返回舱向预定着陆场降落。10月16日5时56分,在北京航天指挥控制中心的组织指挥下,“神舟”五号载人飞船返回舱与推进舱成功分离,成功进入返回轨道。飞船返回舱失去动力后,按照升力控制技术向预定着陆场降落。稍后,布设在新疆和田的活动测量站报告,“神舟”五号飞船进入中国国境上空。10月16日6时04分,“神舟”五号飞船再入大气层。目前飞船处于“黑障”阶段。10月16日6时07分,搜救直升机收到“神舟”五号飞船返回舱发出的无线电信号,机上的搜索人员目视到“神舟”五号返回舱。由5架直升机组成的空中搜救分队和14台专用车辆组成的地面搜救分队立即从不同的方向迅速向落点前进。10月16日6时许,杨利伟报告身体状况良好。返回舱引导伞已打开。稍后,杨利伟再次报告身体状况良好。主伞工作正常。稍后,主着陆区直升机驾驶员目视到飞船降落伞,地面搜索人员看到了降落伞,返回舱主伞已脱落。五架直升机跟踪正常。10月16日6时28分,地面搜索人员报告距“神州”五号返回舱落点7.5公里。稍后,温家宝总理与杨利伟通话,祝贺他顺利返航。10月16日6时36分,地面搜索人员找到了“神舟”五号返回舱。10月16日6时38分,搜索人员报告,杨利伟身体状况良好。稍后,杨利伟向人群挥手,正在出舱。10月16日6时51分,杨利伟在“神舟”五号舱口向大家招手,神态自若。10月16日6时54分,李继耐在北京航天指挥控制中心宣布:“神舟”五号载人飞船16日6时23分在内蒙古主着陆场成功着陆,实际着陆点与理论着陆点相差4.8公里。返回舱完好无损。我们的航天英雄杨利伟自主出舱。我国首次载人航天飞行圆满成功。稍后,温家宝总理代表党中央、国务院、中央军委祝贺载人飞行圆满成功。稍后,在飞船着陆点,杨利伟坐在专用的椅子上向大家挥手,并与工作人员说话。10月16日7时23分,杨利伟在距返回舱约10米的一辆医疗检查车上进行体检。10月16日7时29分,中央军委主席江泽民给中国载人航天工程总指挥李继耐打电话,祝贺我国首次载人航天飞行获得圆满成功。