12月3日23時10分，嫦娥五號上升器3000N發(fā)動機工作約6分鐘，成功將攜帶樣品的上升器送入到預(yù)定環(huán)月軌道。這是我國首次實現(xiàn)地外天體起飛。

與地面起飛不同，嫦娥五號上升器月面起飛不具備成熟的發(fā)射塔架系統(tǒng)，著陸器相當(dāng)于上升器的“臨時塔架”，上升器起飛存在起飛初始基準(zhǔn)與起飛平臺姿態(tài)不確定、發(fā)動機羽流導(dǎo)流空間受限、地月環(huán)境差異等問題;另外由于月球上沒有導(dǎo)航星座，上升器起飛后，需在地面測控輔助下，借助自身攜帶的特殊敏感器實現(xiàn)自主定位、定姿。

點火起飛前，著上組合體實現(xiàn)月面國旗展開以及上升器、著陸器的解鎖分離。此次國旗展開是我國在月球表面首次實現(xiàn)國旗的“獨立展示”。點火起飛后，上升器經(jīng)歷垂直上升、姿態(tài)調(diào)整和軌道射入三個階段，進入預(yù)定環(huán)月飛行軌道。隨后，上升器將與環(huán)月等待的軌返組合體交會對接，將月球樣品轉(zhuǎn)移到返回器，后者將等待合適的月地入射窗口，做好返回地球的準(zhǔn)備。