Запуск был произведен с помощью ракеты-носителя "Чанчжэн-7" в 19.41 по местному времени (14.41 мск) с космодрома Вэньчан в провинции Хайнань. Прямую трансляцию ведет Центральное телевидение Китая (CCTV).
Корабль доставит на орбиту более шести тонн груза, включая топливо и другие припасы для космической лаборатории "Тяньгун-2" ("Небесный дворец-2").
"Тяньчжоу-1" после запуска трижды состыкуется на орбите с космической лабораторией "Тяньгун-2" для ее дозаправки и проведения экспериментов и тестов. Он проведет на собственной орбите около трех месяцев, а также около двух месяцев после состыковки с лабораторией.
Китай также планирует запустить основной модуль своей космической станции в 2018 году для тестирования соответствующих технологий. Планируется, что полноценное функционирование станции начнется в 2022 году.