5月29日20时55分，搭载天舟二号货运飞船的长征七号遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场准时点火发射，约604秒后，飞船与火箭成功分离，精确进入预定轨道，21时17分，太阳能帆板两翼顺利展开工作，发射取得圆满成功。

参加此次发射任务的运载火箭及天舟二号货运飞船，分别由中国航天科技集团有限公司所属的中国运载火箭技术研究院和中国空间技术研究院抓总研制。这是长征系列运载火箭的第371次飞行。本次任务也是天舟货运飞船和长征七号运载火箭组成的空间站货物运输系统的第一次应用性飞行。