在太空經過六個半月的長途跋涉後，洞察號在略早於美國東部時間26日下午3點時到達火星大氣層上空。洞察號遂開始著陸火星，完成由大量步驟組成的減速過程，把速度由時速逾1.2萬英里（19312公里），減速至著陸前的5英里（8公里）。為了安全著陸，洞察號必須自動打開降落傘，收集雷達測量數據，在恰當的時間點燃推進器。洞察號在不到7分鐘內完成了降落過程，這就是所謂“恐怖7分鐘”的由來。

在洞察號著陸過程中，在火星上方的兩個微型航天器收集了整個過程的相關數據。這兩個微型航天器被稱作MarCO衛星，它們實際上是今年5月隨同洞察號一起從美國加利福尼亞州升空的。這兩顆衛星是經過修改的CubeSats（邊長為10厘米的標準化立方體衛星），自發射以後它們自行飛往火星，成為首批進入深空的CubeSats。

洞察號完成著陸過程期間，兩顆MarCO衛星位於火星上空2175英里（3500公里）處。洞察號多次發出信號，收到信號後，MarCO對這些信號進行破譯，然後發送回地球。這使得NASA工程師能近乎實時地了解洞察號著陸過程每個步驟的執行情況。

洞察號降落到火星表面後，它首次與地球聯繫，宣布自己安全到達火星表面。7分鐘後，洞察號利用功率更大的無線電發送裝置發回更多信號，證實早些時候發回的信息，向NASA報告有關其狀態的更詳細數據。

NASA會收到有關洞察號著陸的更多數據。NASA的火星勘測軌道飛行器從空中對整個過程進行了觀察，將在3個小時內把信息發回地球。洞察號還必須展開其太陽能電池板（在火星上執行任務時為它提供電力）。如果太陽能電池板不能展開，之後的任務將無法實施。NASA的“火星奧德賽”探測器將飛臨洞察號上空，了解太陽能電池板展開情況，五個半小時後將信息發送回NASA。

一旦太陽能電池板展開得到證實，洞察號就可以進行科學探測任務了。在火星表面，洞察號將保持靜止，以探測火星在地震期間的微小晃動，利用晃動產生的聲波了解火星內部成分。未來2-3個月，洞察號將利用機械臂部署它攜帶的兩件主要儀器：地震儀和鑽探裝置。地震儀將監聽火星上的地震活動，鑽探裝置鑽探到火星地表以下約16英尺（5米）處，測量火星內部的溫度。

未來數月，洞察號將對火星內部有更深入的了解。