嫦娥五号任务预计持续23天左右，分为奔月之旅、月面着陆、月球采样、上升对接、返回地球五个阶段。

嫦娥五号经过大约5天飞行，到达月球。随后，着陆器、上升器与轨道器、返回器分离，最终降落在月球西北部的风暴洋和吕姆克山脉交界处。

嫦娥五号任务的重头戏，是月面采样和封存。首先，嫦娥五号用采样钻头钻入月表两米深采集样本。然后，用表面取样设备，从月面再次抓取样本。两种方法预计共采样2千克。采集后，样品将转移到上升器。采样完成后，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，并且将样品转移到返回器当中。

从月球离开后，上升器与轨道器、返回器分离，轨道器携带返回器踏上回家之旅。当距离地球5000公里时，轨道器也将完成使命，与返回器分离。返回器将采用跳跃式再入方式进入大气层。最终，通过降落伞减速的方式，携带月壤样本降落地表。