Shenzhou 5 ble skutt opp klokken 09:00 (lokal kinesisk tid, +8 timer UTC) fra Jiuquan satellittutskytningssenter - en base i Gobi-ørkenen i Gansu-provinsen. Bæreraketten var Chang Zheng 2F. Romskipet gikk inn i bane klokken 09:10 (lokal kinesisk tid), 343 km over jordoverflaten.