2013年6月11日17時38分，神舟十號飛船在酒泉衛星發射中心發射升空。中國網記者 鄭亮 攝
2013年6月11日17時38分，神舟十號飛船承載著3名航天員在酒泉衛星發射中心，由長征二號F運載火箭成功發射，準確進入軌道。
神舟十號飛船入軌後，經地面遠距離導引和自主控制飛行，於6月13日13時18分與天宮一號實現自動交會對接，16時17分，航天員順利進駐天宮一號。6月20日10時04分至52分，航天員王亞平在聶海勝、張曉光的配合下，為全國6000多萬中小學生進行了太空授課，演示了失重環境下一些獨特的物理現象，並進行了天地互動交流。
6月23日8時26分，在張曉光和王亞平的密切配合下，指令長聶海勝手動控制神舟十號與天宮一號分離並撤離至天宮一號一定距離處，隨後，手動控制神舟十號飛船與10時07分再次與天宮一號成功對接，航天員再次進駐天宮一號。
6月25日7時05分，神舟十號飛船自動撤離天宮一號。爾後，開展了飛船繞飛等技術試驗。今天7時19分，飛船進入返回程式，返回艙與8時07分準確降落在預定區域。目前，天宮一號已恢復至長期執行軌道。
在軌飛行期間，按預定計劃開展了一系列的空間科學實驗和技術試驗，3名航天員在軌正常工作和生活。
圖為靜待發射的神舟十號飛船。中國網記者 楊丹 攝
執行四項任務
根據任務計劃，此次任務的主要目的有四項：
一是為天宮一號在軌運營提供人員和物資天地往返運輸服務，進一步考核交會對接、載人天地往返運輸系統的功能和效能。
二是進一步考核組合體對航天員生活、工作和健康的保障能力，以及航天員執行飛行任務的能力。
三是進行航天員空間環境適應性、空間操作工效研究，開展空間科學實驗、航天器在軌維修試驗和空間站有關關鍵技術驗證試驗，首次開展面向青少年的太空科學講座科普教育活動等。
四是進一步考核工程各系統執行飛行任務的功能、效能和系統間協調性。
2013年6月10日，天宮一號與神舟十號載人飛行任務航天員與記者見面。中國網記者 鄭亮 攝
三名航天員各司其職
2013年6月10日，神舟十號飛行乘組3名航天員聶海勝、張曉光、王亞平在酒泉衛星發射中心問天閣首度亮相併接受採訪，在回答媒體提問時表示：有信心、有決心、有能力完成好神舟十號載人飛行任務。
中國載人航天工程航天員系統總指揮、中國航天員科研訓練中心主任鄧一兵在記者見面會上介紹：根據科學合理、公平公正的原則，聶海勝、張曉光、王亞平3名航天員經過初選、定選和確認，最終被確定執行神舟十號載人飛行任務。
這次任務中，48歲的聶海勝少將擔任指令長，同時負責手控交會對接操作；47歲的張曉光擔任指令長助手，負責配合指令長完成飛船駕駛、手控交會對接、飛船撤離等任務，並擔任太空授課活動的攝像師；33歲的女航天員王亞平負責飛行器狀態監視、空間實驗、裝置操控、乘組生活照料，並擔任太空授課主講人。
此次任務，聶海勝將成為首個以少將身份出征太空的中國航天員。
6月20日上午，神舟十號航天員進行首次太空授課。圖為王亞平在神舟十號上演示單擺失重情況下的運動狀態。中國網記者 楊佳 攝
進行首次太空授課 展示失重環境下物理現象
6月20日上午，中國首次太空授課活動成功舉行，神舟十號航天員在天宮一號展示了失重環境下的物理現象。
太空授課的主講人為女航天員王亞平。聶海勝輔助授課，張曉光擔任攝像師。
在大約40分鐘的授課中，航天員透過質量測量、單擺運動、陀螺運動、水膜和水球等5個基礎物理實驗，展示了失重環境下物體運動特性、液體表面張力特性等物理現象。他們講解了實驗背後的物理原理，並透過視訊通話與地面課堂師生進行互動交流。
地面課堂設在位於北京市海淀區的中國人民大學附屬中學。包括少數民族學生、進城務工人員隨遷子女及港澳臺地區學生代表在內的330餘名中小學生參加了地面課堂活動，全國8萬餘所中學6000餘萬名師生透過電視直播同步收看。
6月23日10時07分，在航天員聶海勝的精準操控和張曉光、王亞平的密切配合下，天宮一號目標飛行器與神舟十號飛船成功實現手控交會對接。圖為3位航天員手拉手慶祝成功（攝自北京航天飛控中心大螢幕）新華社發（張曉祺 攝）
天宮與神十實現手控交會對接
23日10時07分，在航天員聶海勝的精準操控和張曉光、王亞平的密切配合下，天宮一號目標飛行器與神舟十號飛船成功實現手控交會對接。
8時26分，航天員手動控制神舟十號與天宮一號實施分離，神十飛船撤離至與天宮一號相對一定距離處。在北京航天飛行控制中心對兩航天器飛行狀態進行全面檢查確認後，航天員聶海勝操作手柄，控制神舟十號飛船向天宮一號目標飛行器緩緩接近，航天員張曉光、王亞平密切監視飛船儀表引數和對接靶標，三名航天員密切協作、配合默契。
10時00分，神舟十號與天宮一號對接環接觸。10時07分，兩飛行器連線成組合體。按照計劃，3名航天員將再次進駐天宮一號，繼續開展相關科學實驗。
23日13時09分，神舟十號航天員聶海勝、張曉光、王亞平再次成功進駐天宮一號目標飛行器，並按計劃繼續開展相關科學實驗。
6月26日，圓滿完成任務的三位航天員張曉光、聶海勝、王亞平（從左至右）自主出艙後向人們致意。新華社記者 任軍川攝
6月26日上午8時07分，神舟十號飛船返回艙順利降落在內蒙古中部主著陸場預定區域，3名航天員健康出艙。至此，天宮一號與神舟十號載人飛行任務圓滿完成，實現了“準確進入軌道，精準操控對接，穩定組合執行，健康在軌駐留，安全順利返回”的任務目標。這是神舟飛船第10次從太空返航。從2003年楊利偉首飛太空的10年間，我國共有10名航天員進入太空。以這次任務圓滿成功為標誌，中國載人航天工程全面進入載人空間站工程建設階段。
