12月2日凌晨，承載了13億國人登月夢想的“嫦娥三號”搭乘長征三號乙增強型火箭於1時30分在西昌衞星發射中心成功發射，標誌着嫦娥三號朝“登月”邁出重要一步。
火箭飛行19分鐘後，器箭分離，“嫦娥三號”順利進入近地點高度200公里，遠地點高度約38萬公里的地月轉移軌道。
“嫦娥三號”奔月飛行約需112小時，在此期間將視情況進行軌道修正，預計探測器將於12月6日飛行至月球附近，實施近月制動，進入100×100公里的環月圓軌道。
“嫦娥三號”任務作為二期探月工程的主任務，將實現中國航天器首次在地球外天體實現軟着陸和巡視探測活動，是探月工程“繞”“落”“回”三步走中承前啟後的關鍵一步。
據探月工程新聞發言人裴照宇介紹，嫦娥三號工程有三大目標，一是突破月面軟着陸、月面巡視勘察、深空測控通信與遙操作、深空探測運載火箭發射等關鍵技術，提升航天技術水平；二是研製月面軟着陸探測器和巡視探測器，建立地面深空站，獲得包括運載火箭、月球探測器、發射場、深空測控站、地面應用等在內的功能模塊，具備月面軟着陸探測的基本能力；三是建立月球探測航天工程基本體系，形成重大項目實施的科學有效的工程方法。
嫦娥三號任務有三項重點任務，一是月表形貌與地質構造調查；二是月表物質成分和可利用資源調查；三是地球等離子體層探測和月基光學天文觀測。
據資料統計，截至目前，不包括嫦娥三號，世界上共進行了129次月球探測活動。其中，美國59次，蘇聯64次，日本和中國各2次，歐空局和印度各1次，成功或基本成功66次，失敗63次，成功率僅有51%。
目前全世界僅美國、蘇聯成功實施了13次無人月球表面軟着陸。嫦娥三號任務若成功，中國將成為世界上第3個實施月球軟着陸的國家。