北京時間2021年6月17日9時22分，搭載神舟十二號載人飛船的長征二號F遙十二運載火箭，在酒泉衛星發射中心點火發射。此後，神舟十二號載人飛船與火箭成功分離，進入預定軌道，順利將聶海勝、劉伯明、湯洪波3名航天員送入太空，飛行乘組狀態良好，發射取得圓滿成功。這是中國載人航天工程立項實施以來的第19次飛行任務，也是空間站階段的首次載人飛行任務。

按計劃，神舟十二號飛船入軌後，將採用自主快速交會對接模式對接於天和核心艙的前向端口，與天和核心艙、天舟二號貨運飛船形成組合體。航天員進駐核心艙，執行天地同步作息制度進行工作生活，駐留約3個月後，搭乘飛船返回艙返回東風着陸場。

神舟十二號載人飛船是中國空間站任務階段第一艘載人飛船，也是迄今為止中國研製的標準最高、各方面指標要求最嚴格的載人航天器。

「神舟十二號是迄今為止功能最完整、最完全的飛船，形象點來說，它已經完全實現載人航天工程立項之初載人飛船的研製目標。」中國航天科技集團五院總體設計部神舟十二號載人飛船系統總體副主任設計師高旭如是說。從進入發射場那一刻，他便期待着發射那天到來。

神舟一號到神舟四號實現了天地往返的無人驗證，神舟五號搭載航天員楊利偉實現載人天地往返，神舟六號實現多人多天天地往返活動，神舟七號實現航天員出艙活動，神舟八號到神舟十號突破了無人交會對接和有人交會對接，神舟十一號實現了航天員的中期駐留。時至今日，神舟十二號飛船成功發射，奠定了空間站建造任務載人飛船天地往返的良好開端。至此，神舟十二號集齊了全任務全模式天地往返所需要的全部「技能點」。

在這項舉世矚目的任務中，神舟十二號載人飛船刷新了中國載人航天技術的新高度，完成五項「中國首次」，即首次實現與天和核心艙的載人自主快速對接，首次實施繞飛與空間站進行徑向交會，首次具備從不同高度軌道返回東風着陸場的能力，首次實現載人飛船長期在軌停靠，首次具備天地結合多重保證的應急救援能力。