Με τη βοήθεια προωθητικού πυραύλου Long March-7 Y2, το Tianzhou-1 εκτοξεύθηκε από το Κέντρο Διαστημικών Εκτοξεύσεων Γουέντσανγκ, που βρίσκεται στη νότια κινεζική επαρχία Χαϊνάν.

Το διαστημόπλοιο θα τεθεί σε τροχιά ανέφερε η υπηρεσία, ενώ στη συνέχεια θα προσδεθεί στο διαστημικό επιστημονικό εργαστήριο Tiangong-2, ανεφοδιάζοντάς το με καύσιμα και άλλες προμήθειες. Το σκάφος εφοδιασμού θα πραγματοποιήσει επίσης πειράματα στο διάστημα πριν επιστρέψει στη γη.