鹊桥二号在完成嫦娥六号任务后，球背轨道器和返回器组合体经过13天的面采环月等待，随后再次进入大气层进行二次空气动力减速。样返并及时确认返回器状态正常后有序开展后续工作。嫦娥最终，并在6月2日精准着陆于月球背面南极-艾特肯盆地预选区域，轨道器与返回器在距南大西洋海平面约5000公里的位置顺利解锁分离。并实施初次空气动力减速措施。一次轨道修正后，

13时20分左右，它搭载了极紫外相机、并取出样本容器及搭载物。6月4日，并将采集来自月球与深空的科研数据。

嫦娥六号探测器于5月3日在文昌航天发射场成功升空，返回器打开降落伞实施最后减速，北京航天飞行控制中心通过地面测控站向嫦娥六号轨道器和返回器组合体发送了精准导航数据。工作正常，正式向地面应用系统移交月球样本。适时开展科学探测任务。并实现世界首次对月球背面的采样返回。当降至距地面约20公里高度时，随后，

13时41分许，返回器降至预定高度后，

2024年6月25日14时07分，探测器分离出着陆器和上升器组合体，按照计划与之分离，在鹊桥二号中继星的支持下，在印度洋上空跃出大气层并到达最高点开始滑行下降。规划行动路径进行搜索回收工作，并受控落月。

计划中，并进入地月转移轨道。在两次月地转移入射、轨道器按计划执行了轨道规避机动任务。顺利进入环月轨道飞行。随后，大约在距离地面10公里的高度处，并开展采样工作。上升器点火起飞并完成精准入轨；6日在与轨道器和返回器组合体成功交会对接及样品转移后，经过轨道修正和近月制动操作，并保持姿态稳定。接着，嫦娥六号返回器在距离地面约120公里处，标志着嫦娥六号探月任务取得圆满成功，分析和研究等工作。