北京時間2026年5月24日23時08分，搭載神舟23號載人太空船的長征2號F遙23載運火箭在酒泉衛星發射中心點火發射，約10分鐘後，太空船與火箭成功分離，進入預定軌道，航太員乘組狀態良好，發射取得圓滿成功。
太空船進入地球軌後，依照預定程序與太空站組合體進行自主快速交會，於北京時間5月25日2時45分，成功對接於太空站天和核心艙徑向端口，整個對接過程歷時約3.5小時。
5時13分，在太空站的神舟21號太空人組員開啟艙門，迎接神舟23號太空人組員進駐中國太空站，神舟23號太空人組員與神舟21號太空人組員進行在軌輪替。在太空站駐留期間，神舟23號太空人組員將進行包括太空生命與人體研究、微重力物理科學、太空新技術等領域的多項實驗，並會實施多次出艙太空漫步活動，完成艙內外設備安裝、調整和維修等工作。
此次任務是工程進入太空站應用與發展階段的第7次載人飛行任務，也是工程啟動以來的第40次發射任務。截至目前，中國已有30名太空人、47人次進入太空執行飛行任務。此次任務是長征系列載運火箭第644次飛行、神舟號太空船第23次飛行，也是天宮任務首次有來自香港的太空人進駐。
