长征八号遥三运载火箭飞行24分钟后，星箭分离，将鹊桥二号中继星直接送入近地点高度200公里，远地点高度42万公里的预定地月转移轨道，中继星太阳翼和中继通信天线相继正常展开，发射任务取得圆满成功。
后续，鹊桥二号将在地面测控支持下，经过中途修正、近月制动，进入捕获轨道；随后经轨道控制后进入调相轨道，最后进入24小时周期的环月使命轨道，成为继“鹊桥”中继星之后世界第二颗在地球轨道以外的专用中继星，为嫦娥六号月球采样任务提供支持，并接力“鹊桥”中继星为嫦娥四号提供中继通信服务。
鹊桥二号中继星重约1.2吨，天线长度约为4.2米，设计寿命8年，携带极紫外相机、阵列中性原子成像仪 、地月VLBI试验系统。
鹊桥二号中继星与2018年发射的嫦娥四号“鹊桥”中继星相比，技术创新更多、技术状态更多、功能更强、接口更为复杂、研制难度更高、任务时间跨度更大。此外，鹊桥二号携带了多台科学载荷，将开展科学探测。
长征八号遥三火箭采用芯级捆绑两枚液体助推器的两级半构型，全箭总长50.3米。此次任务是长征八号运载火箭首次执行探月轨道发射任务。研制团队根据多窗口多弹道、低空高速飞行剖面等任务需求，对火箭进行了设计改进和优化，扩展了任务适应性，提高了可靠性。此次还搭载发射了天都一号、天都二号通导技术试验星。这是长征系列运载火箭第512次发射。
2021年12月，探月工程四期批准实施，由嫦娥四号、嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号4次任务组成。嫦娥四号已于2018年12月发射，实现了世界首次月球背面软着陆巡视探测；嫦娥六号将于2024年上半年择机发射；嫦娥七号和嫦娥八号将构建月球科研站基本型，开展月球环境探测等任务。
鹊桥二号中继星、长征八号遥三运载火箭于2月运抵发射场后，陆续完成总装、测试等各项准备工作。3月17日，鹊桥二号中继星和长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场完成技术区相关工作，星箭组合体垂直转运至发射区。