12月3日23時10分，嫦娥五號上升器3000N發動機工作，成功將攜帶樣品的上升器送入到近月點環月軌道。點火起飛前，著上組合體實現月面國旗展開以及上升器、著陸器的解鎖分離。此次國旗展開是我國在月球表面首次實現國旗的“獨立展示”。

專家介紹，與地面起飛不同，嫦娥五號上升器月面起飛不具備成熟的發射塔架系統，著陸器相當於上升器的“臨時塔架”，上升器起飛存在起飛初始基準與起飛平台姿態不確定、發動機羽流導流空間受限、地月環境差異等問題；

此外，由於月球上沒有導航星座，上升器起飛後，需在地面測控輔助下，借助自身攜帶的特殊敏感器實現自主定位、定姿。

接下來，上升器將與環月等待的軌返組合體交會對接，將月球樣品轉移到返回器，後者將等待合適的月地入射窗口，做好返回地球的準備。

12月1日晚間，嫦娥五號探測器穩穩降落在月球正面風暴洋北部呂姆克山、夏普月溪附近。這是中國探測器第三次在月球表面成功軟著陸，也是人類探測器首次踏足月球上的這一區域。

成功著陸後，嫦娥五號探測器開展了太陽翼展開、機構解鎖等相關準備工作，並正式開始持續約2天的月面工作，採集月球樣品。