באוגוסט 1976 הביאה החללית הסובייטית לונה 24 כ-170 גרם מאדמת הירח. מאז לא הובאו דגימות - עד הערב (יום ד'): קפסולה מהחללית הסינית "צ'אנג-אה 5" (Chang’e 5), שאספה כ-2 ק"ג של דגימות מאדמת הירח, נחתה במונגוליה הפנימית, באזור מושלג סמוך לשעה 20:00 (שעון ישראל). צוותים נשלחו אל הקפסולה, שהונחתה בעזרת מנצח.
הטלוויזיה הסינית שידרה תמונות שבה נראית הקפסולה. כחצי שעה לאחר הנחיתה נראה אדם, שהגיעה ככל הנראה במסוק ליד הקפסולה. הקפסולה תילקח למרכז של סוכנות החלל הסינית ורק שם יוצאו הדגימות שנלקחו מהירח.
החללית הסינית שוגרה לירח ב-23 בנובמבר. החללית, שאינה מאויישת, הציבה נחתת על הירח שחפרה לעומק של שני מטרים מתחת לאדמה והוציאה משם אבנים וחומרים אחרים במשקל של שני ק"ג, שאותם היא הביאה לכדור הארץ. הדגימות יועברו למתקנים מיוחדים לצורכי אחסנה ובדיקות.
במהלך השהות של הנחתת על הירח הוצב שם דגל סיני - ובכך הפכה סין למדינה השנייה בעולם המציבה דגל על אדמת הירח - 51 שנים לאחר צוות אפולו 11 שהציב את דגל ארצות הברית. בסוכנות החלל הסינית אמרו כי אורכו של הדגל הוא כשני מטרים וגובהו כ-90 ס"מ. הדגל עצמו שוקל ק"ג אחד בכדור הארץ. בסין אמרו כי הותקנו אמצעי הגנה על הדגל על מנת שישרוד בתנאים הקשים שעל הירח. מוקדם יותר היום הופעל המנוע כדי לתקן את המסלול של החללית של סוכנות החלל הסינית, משם נמסר כי כל המערכות פועלות כשורה.
הקפסולה שבה הדגימות שוקלת כ-300 ק"ג, אורכה כמטר ורוחבה כמטר. היא חוברה למצנח שהאט את מהירותה לקראת הנחיתה. בטלוויזיה הסינית אמרו כי הקפסולה גרמה להמסת השלג באזור שבו נחתה, בשל החום שלה.
סין הפכה למדינה השלישית בלבד שמחזירה דגימות מהירח לכדור הארץ – אחרי משימות אפולו המאוישות של ארצות הברית והשיגורים של רובוטי לונה הסוביייטים, כולם בשנות השישים והשבעים של המאה הקודמת. יפן הפכה לאחרונה למדינה הראשונה בעולם שמחזירה דגימות מאסטרואיד, והיא הקדימה את ארצות הברית שחללית שלה עם דגימות מאסטרואיד צפויה לנחות בכדור הארץ ב-2023.
יו דנגיון, מראשי התוכנית, אמר לתקשורת הסינית בספטמבר כי המשימה מאתגרת בהרבה ביחס לקודמותיה: "כוח המשיכה על הירח הוא בערך שישית מזה שעל כדור הארץ. לכן אריזת הדגימות היא מהמפתחות להצלחה. אף פעם לא ניסינו דבר כזה בעבר".
ביולי האחרון שיגרה סין חללית למאדים, ולפני מעט פחות משנתיים הייתה למדינה הראשונה שמנחיתה חללית בצד האפל של הירח. אותו רובר מספק לראשונה נתונים מלאים על חשיפה לקרינה מקרקע הירח, מידע שחיוני לכל מדינה שמתכוונת לשלוח אסטרונאוטים לירח.