11月1日5时58分07秒，中国“长征二号F”遥八运载火箭在酒泉卫星发射中心载人航天发射场点火起飞，将“神舟八号”飞船发射升空。中国载人航天工程总指挥常万全宣布，“神舟八号”飞船已进入预定轨道，发射圆满成功。
据悉，神舟八号飞行主要任务是：发射神舟八号飞船，与天宫一号目标飞行器，进行我国首次航天器空间交会对接试验，突破和验证航天器自动交会对接技术；考核改进后的神舟飞船和长征二号F运载火箭的功能和性能，以及工程各系统间的协调性；验证组合体工作模式，并开展空间科学实验。神舟八号飞船不载人。
交会对接飞行过程分为远距离导引段、自主控制段、对接段、组合体飞行段和分离撤离段。
远距离导引段自神舟八号飞船入轨后开始，在地面测控通信系统的导引下，神舟八号飞船经5次变轨，从初始轨道转移到与天宫一号目标飞行器共面的330公里的近圆轨道，在天宫一号目标飞行器后下方约52公里处，与其建立稳定的空空通信链路，开始自主导航。