神舟十號飛船順利升空，展開中國首次載人航天應用性飛行，飛船稍後會與天宮一號會合。
運載神舟十號飛船的長征二號F火箭，在下午五時三十八分準時升空。大約升空後兩分鐘，用來保障航天員安全的逃逸塔率先與火箭分離。當火箭飛至五十二公里的高空，掛在第一級火箭的四個助推器脫離火箭。一級火箭燃料耗盡，第二級火箭點火，繼續飛行。
位於火箭頂的整流罩隨後亦與火箭分離。
曾執行神六升空任務的聶海勝坐在中間，他是這次神十升空任務的指令長，帶領首次升空的女航天員王亞平及男航天員張曉光。
升空後約9分30秒，長征二號F火箭亦功德圓滿，成功將神十送至預定軌道，並與飛船分離，飛船張開太陽能帆板飛行。
神十會在軌道飛行十五日，是中國飛船在太空最長時間的一次，亦是繼神舟九號後再次與天宮一號實驗室交會對接。
按程序，航天員會與天宮一號進行自動及手動的交會對接。在進駐天宮一號後，航天員會進行一連串科學實驗，又會向地面的中小學生進行天地連線太空授課。
有專家指出，這次任務不再是驗證技術，主要目的是為天宮一號提供人員和物資，為日後建立太空站做好準備。如果神十順利完成任務，便意味著中國正式進入太空站時代。
