В возвращаемой капсуле на Землю вернулись командир корабля - Цзин Хайпэн, члены экипажа - Лю Ван и первая женщина-космонавт КНР Лю Ян.
"Шэньчжоу-9" был запущен 16 июня с космодрома Цзюцюань в северо-западной провинции Ганьсу при помощи ракеты-носителя "Чанчжэн-2Ф".
Спустя двое суток экипаж успешно произвел стыковку с орбитальным модулем "Тяньгун-1" ("Небесный чертог") в автоматическом режиме. За нее полностью отвечали бортовые компьютеры корабля. Точное взаиморасположение двух аппаратов было определено радаром, лазерными и оптическими датчиками, после чего маневровые двигатели направили "Шэньчжоу-9" в стыковочное кольцо орбитального модуля. Стыковка завершилась на высоте 340 км над поверхностью Земли.
Следующие шесть дней экипаж работал на борту "Тяньгун-1", а 24 июня китайские космонавты пересели на корабль, предварительно законсервировав лабораторный модуль, отчалили от него и вновь состыковались, но уже в ручном режиме.
После этого космонавты еще четверо суток проработали на станции и затем вернулись на Землю.
В итоге космический полет экипажа "Шэньчжоу-9", включая два дня полета к станции, продлился 13 суток. Программа полета предусматривала проведение ряда экспериментов, в том числе исследующих реакцию человеческого организма на невесомость. Полет "Шэньчжоу-9" также должен дать экспертам новые данные для оценки состояния космических технологий Китая.
Первый пилотируемый космический полет был осуществлен Китаем в 2003 году.