2007年10月22日，西昌卫星发射中心发射场，“嫦娥一号”卫星一切准备就绪，整装待发。24日18时许，“嫦娥一号”卫星在这里成功发射。
2007年10月24日，中国探月工程的首颗卫星──“嫦娥一号”启程奔向38万公里外的月球。这次神秘太空之旅的起点，就是四川大凉山腹地的西昌卫星发射中心。
2004年3月，国防科工委、国家航天局宣布，中国探月计划首颗卫星“嫦娥一号”，将于2007年在西昌卫星发射中心发射升空，执行绕月飞行任务。为什么选择西昌发射“嫦娥一号”卫星呢？
原来，探月工程的“嫦娥一号”是目前中国航天发射卫星到达地最远的一颗卫星。它不仅仅对卫星提出了进行绕月运行的要求，而且对火箭的推力以及姿态控制都提出了更高要求，需要用大推力火箭先将它送入近地点200公里、远地点5.1万公里的地球同步大椭圆轨道。经过专家们对长征系列火箭进行严格可行性分析，最终选定运用长征系列火箭家族中运载能力较强、发射成功率最高的长征三号甲运载火箭承担此次发射。
在中国四大卫星发射场中，唯一发射地球同步轨道卫星、能用“长征三号甲”等多种型号运载火箭发射各种型号卫星的西昌卫星发射中心，责无旁贷地承担了发射首颗月球探测卫星的重任。
卫星发射是一项复杂的系统工程，需要各系统密切配合、协同工作。从火箭、卫星运抵发射场到发射升空，一般需要40天左右的时间，经过一系列复杂流程对星箭进行测试直至发射。绕月探测工程是中国航天史上第三大里程碑，为确保首发成功，嫦娥一号卫星的发射准备时间又相对较长一些。
火箭、卫星运抵发射场后，要在各自的测试大厅进行装配和测试。测试大厅装有大功率空气调节器，已保证所需要的温度和湿度。而卫星对洁净度的要求近乎苛刻，接触它的人都要全身包裹，戴上口罩，就像研究院所的化验室。
确保星上设备与地面设备匹配，同时解决测试中出现的问题，是卫星在发射场的第一关。经测试合格后，对卫星实施燃料加注，以满足卫星上天后轨道、姿态控制和正常运行的动力需要。
火箭测试大厅比卫星的要大的多，它可以同时进行 枚火箭的测试工作。不过西昌卫星发射中心依据他们30多年的经验，重新整合工作流程，将大部分的测试项目，放到火箭在发射塔上竖起后进行。除了对分系统匹配测试外，大规模的总检查就有四次，确保火箭无故障上天。 发射区建有2号和3号两个发射塔架。现有的3号发射架是2006年中心为适应世界航天科技发展趋势，满足国家航天事业发展需求，在原发射架位置重新改造修建的一座新塔，主要用于发射“长征三号甲”火箭。3号发射架高85.5米，塔上的12层工作平台可以180度旋转，塔顶上的吊车用来完成火箭、卫星的起竖、对接和吊装；塔底有一个支撑火箭的发射台和一个能耐高温、高速气流冲刷的导流槽。3号发射架是目前世界上最先进的火箭发射塔之一。
天气预报在常人的眼中就是气温高低、刮风下雨，但在这里却关系到卫星发射的成功与失败。火箭、卫星在发射区测试合格后，视天气情况，再根据卫星的入轨窗口，决定是否加注燃料，待命发射。
所谓发射窗口，是允许发射航天器的时间范围。航天器的发射窗口根据航天任务和外界限制条件确定的。影响发射窗口的外界条件主要有天体运行轨道条件、航天器的轨道要求、航天器的工作条件要求，还有发射方向、地面跟踪测控和气象等条件等。就航天任务来说，有三种发射窗口，一是年计窗口，它是指以指定的某一年内连续的月数表示，适用于星际探测任务；二是月计窗口。是以确定的某个月连续的天数表示，适用于行星和月球探测任务；三是日计窗口。是以某日内某时刻到另一时刻的形式表式，适用于各种航天器。
嫦娥一号卫星发射，考虑到月球运行到与地球相对距离最短以及卫星与月球交汇入轨的较佳时机，每月适宜发射的时间只有一次，每次发射窗口为35分钟。如果错过时机，下次发射要在一个月后才能进行。 水的沸点是100℃,而这些管道中流动的另外两种液体的沸点分别是-253℃和-183℃。它们是火箭最重要的推进剂，叫液氢和液氧。目前，被研究和投入试验的液体推进剂已多达百余种，被分为氧化剂和燃烧剂。液氧、四氧化二氮、红烟硝酸是常用的氧化剂，主要起助燃作用。液氢、煤油、偏二甲肼是燃烧剂。在这些常用的推进剂中，液氢液氧能量最高，比冲最大。
西昌卫星发射中心是中国唯一采用液氢液氧低温推进剂的发射场，液氢液氧装在长征三号甲火箭的第三级，火箭的一二级使用的推进剂是四氧化二氮和偏二甲肼等。
燃料加注时，首先加注一、二级火箭的常规推进剂，然后在射前7小时给三级火箭加注液氢、液氧低温推进剂。
绕月探测工程，是中国航天事业发展的又一重大里程碑，是西昌卫星发射中心近年来开展的“三大工程”之一。启动三年多来，中心紧紧围绕“实现绕月探测工程首发成功”的工程总目标和“精心组织、保障到位、测试规范、确保安全”的具体要求，实施了上百个发射场技术改造项目，实现了火箭、卫星的远距离测试发射控制，综合发射试验能力不断攀升，为绕月探测卫星发射“首发成功” 提供了有力保障。
从“嫦娥奔月”的优美传说到“万户飞天”的壮烈实践，从冲出地球村、登陆月球到探测火星、飞向银河系，几千年来，人类从未停止过对神秘太空的探索与追求。 2010年9月29日，中国探月工程新闻发言人发布消息：嫦娥二号卫星和火箭已完成发射场区的测试和检查，测试结果正常，完全满足发射的技术条件。将于10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心点火发射，19时整起飞。如果遇到气候等原因，不能在第一窗口时间发射，还选择了10月2日和3日择机发射。
2010年10月1日18时59分57秒345毫秒，嫦娥2号点火，19时整成功发射。在飞行后的29分53秒时，星箭分离，卫星进入轨道。19时56分太阳能帆板成功展开。目前已飞入指定轨道。
嫦娥二号发射火箭残骸在2010年10月1日19时11分坠落在江西省吉安市周围的村子。
“嫦娥二号”主要任务是获得更清晰、更详细的月球表面影像数据和月球极区表面数据，因此卫星上搭载的CCD照相机的分辨率将更高，其他探测设备也将有所改进。为“嫦娥二号”实现月球软着陆进行部分关键技术试验，并对嫦娥二号着陆区进行高精度成像，进一步探测月球表面元素分布、月壤厚度、地月空间环境等。
探月工程副总设计师孙辉先透露：“实际上，嫦娥二号是嫦娥一号的备用星。”,发射嫦娥一号时，为确保绕月飞行的成功，准备了两颗卫星。“如果嫦娥一号没有实现当初的目标，可能就会发射这颗备用星，嫦娥一号的任务圆满完成了，这颗卫星就成为我国探月工程二期卫星的先导星了。” 嫦娥三号是中国国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器，包括着陆器和月球车。预计将于2013年12月初由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射。它将携带中国的第一艘月球车，并实现中国首次月面软着陆。2013年8月28日，中国国家国防科技工业局对外宣布，探月工程重大专项领导小组当天召开第十一次会议暨嫦娥三号任务进场动员会，审议批准了嫦娥三号任务由研制建设阶段转入发射实施阶段。嫦娥三号探测器将于今年年底在西昌卫星发射中心择机发射。2013年9月11日嫦娥三号乘飞机转运，于12日10时抵西昌发射场。
嫦娥三号于2013年12月2日1时30分由长征三号乙运载火箭发射。
嫦娥三号将是中国发射的第一个地外软着陆探测器和巡视器(月球车)，也是月球24号结束后重返月球的第一个软着陆探测器，实现中国首次月面软着陆。嫦娥三号卫星是中国国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器，进行首次月球软着陆和自动巡视勘察，获取月球内部的物质成分并进行分析，将一期工程的“表面探测”引申至内部探测。,是探月工程二期（落）的关键任务，起承上启下的作用。嫦娥三号着陆器上携带了近紫外月基天文望远镜、极紫外相机，巡视器上携带了测月雷达。这些都是世界月球探测史上的创举。嫦娥三号除了使用嫦娥二号已经验证的部分数据，还将增加测距测速雷达和激光测距仪。嫦娥四号是嫦娥三号的备份星，但将完成不同的探测任务。
