北京时间2025年10月31日23时44分，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。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。
当晚，在内蒙古包头市达尔罕茂明安联合旗，航天员武飞的家属们围坐在一起观看发射直播。在一个多小时的直播过程中，家人们紧盯着电视屏幕，直到发射成功才稍微放松下来。武飞的母亲镡翠花挥动着国旗，表示看直播的心情可以用激动和紧张两个词来形容。
随着指挥中心传来发射成功的消息，全家人开始鼓掌庆祝，并在院子里放起了烟花。他们表示会一直等到3个多小时后成功对接再休息。
此次任务是工程进入空间站应用与发展阶段的第6次载人飞行任务，也是工程立项实施以来的第37次发射任务。截至目前，中国已有28名航天员、44人次进入太空执行飞行任务。这次发射也是长征系列运载火箭的第604次飞行、神舟载人飞船的第21次飞行。