6月2日至3日，嫦娥六號順利完成在月球背面南極-艾特肯盆地的智能快速採樣，並按預定形式將珍貴的月球背面樣品封裝存放在上升器攜帶的貯存裝置中。採樣和封裝過程中，科研人員在地面實驗室，根據鵲橋二號中繼星傳回的探測器數據，對採樣區的地理模型進行仿真並模擬採樣，為採樣決策和各環節操作提供重要支持。
另外，嫦娥六號著陸器攜帶的五星紅旗在月球背面成功展開。這是中國首次在月球背面獨立動態展示國旗。該國旗由新型復合材料和特殊工藝製作而成。由於落月位置不同，嫦娥六號國旗展示系統在嫦娥五號任務基礎上進行了適應性改進。
5月3日，嫦娥六號探測器發射升空，開啓奔月之旅，歷經近月制動、著陸器與上升器組合體和軌道器與返回器組合體分離，於6月2日成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地預選著陸區。