12月2日22时，经过约19小时月面工作，探月工程嫦娥五号探测器顺利完成月球表面自动采样，并已按预定形式将样品封装保存在上升器携带的贮存装置中。

采样完成后，会进入到关键的上升对接阶段，上升器会点火起飞，与在月球轨道上的轨道器和返回器交会对接，并且将样本转移到返回器当中，这个过程步步惊心，从月球离开之后，上升器会与轨道器返回器分离。轨道器携带着返回器，踏上回家之旅。当距离地球5000公里时，轨道器也将完成自己的使命与返回器分离，返回器则以每秒11公里的第二宇宙速度，采用跳跃式再入方式进入大气层，进入大气层之后，通过降落伞减速的方式，携带着月壤样本降落地表，至此嫦娥5号任务顺利完成，也意味着中国将具备月球无人采样返回的能力，实现航天技术的重大跨越。