长征二号F运载火箭按照时间表在北京时间23时08分（莫斯科时间18时08分）发射。
乘组包括三名航天员：费俊龙指令长、邓清明、张陆。
对于费俊龙来说，这次飞行是他职业生涯中的第二次飞行——2005年，他作为神舟六号载人飞船的指令长，在太空度过了4天又20个小时。神舟十五号飞行任务是中国空间站建造阶段的最后一棒，也是空间站应用与发展阶段的第一棒。
神舟十五号载人飞船到站后，将进行历史上首次人员在轨交接。神舟十四号乘组航天员将在完成6个月的任务后返回地球，而神舟十五号乘组航天员将留在空间站工作到明年五月。