4月24日，神舟二十号载人飞船成功发射升空。这次发射任务的关键节点包括航天员出征、点火发射以及最终的成功分离。
当天，在酒泉卫星发射中心问天阁圆梦园广场举行了出征仪式。中国载人航天工程总指挥许学强下达“出发”命令，陈冬、陈中瑞、王杰三名航天员领命出征。现场齐唱《歌唱祖国》，场面热烈。随后，三名航天员乘车在礼宾摩托车队的护卫下前往发射场，并在进入塔架前对着镜头说：“天宫，我们来了，加油！”
17时17分，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭点火发射。约10分钟后，飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。飞船入轨后，将按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接，神舟二十号航天员乘组将与神舟十九号航天员乘组进行在轨轮换。
此次任务是我国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段的第5次载人飞行任务，是工程立项实施以来的第35次发射任务。截至目前，我国已有26名航天员、41人次进入太空执行飞行任务。此次任务也是长征系列运载火箭的第571次飞行、神舟飞船的第20次飞行。