長征八號遙三運載火箭飛行24分鐘後，星箭分離，將鵲橋二號中繼星直接送入近地點高度200公里，遠地點高度42萬公里的預定地月轉移軌道，中繼星太陽翼和中繼通信天線相繼正常展開，發射任務取得圓滿成功。
後續，鵲橋二號將在地面測控支持下，經過中途修正、近月制動，進入捕獲軌道；隨後經軌道控制後進入調相軌道，最後進入24小時週期的環月使命軌道，成為繼“鵲橋”中繼星之後世界第二顆在地球軌道以外的專用中繼星，為嫦娥六號月球採樣任務提供支持，並接力“鵲橋”中繼星為嫦娥四號提供中繼通信服務。
鵲橋二號中繼星重約1.2噸，天線長度約為4.2米，設計壽命8年，攜帶極紫外相機、陣列中性原子成像儀 、地月VLBI試驗系統。
鵲橋二號中繼星與2018年發射的嫦娥四號“鵲橋”中繼星相比，技術創新更多、技術狀態更多、功能更強、接口更為複雜、研制難度更高、任務時間跨度更大。此外，鵲橋二號攜帶了多台科學載荷，將開展科學探測。
長征八號遙三火箭採用芯級捆綁兩枚液體助推器的兩級半構型，全箭總長50.3米。此次任務是長征八號運載火箭首次執行探月軌道發射任務。研制團隊根據多窗口多彈道、低空高速飛行剖面等任務需求，對火箭進行了設計改進和優化，擴展了任務適應性，提高了可靠性。此次還搭載發射了天都一號、天都二號通導技術試驗星。這是長征系列運載火箭第512次發射。
2021年12月，探月工程四期批准實施，由嫦娥四號、嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號4次任務組成。嫦娥四號已於2018年12月發射，實現了世界首次月球背面軟著陸巡視探測；嫦娥六號將於2024年上半年擇機發射；嫦娥七號和嫦娥八號將構建月球科研站基本型，開展月球環境探測等任務。
鵲橋二號中繼星、長征八號遙三運載火箭於2月運抵發射場後，陸續完成總裝、測試等各項準備工作。3月17日，鵲橋二號中繼星和長征八號遙三運載火箭在中國文昌航天發射場完成技術區相關工作，星箭組合體垂直轉運至發射區。