Op 12 oktober 2005 ging de tweede bemande Chinese ruimtevlucht van start doordat op die dag de Chinese ruimtevaarders Fèi Jùnlóng en Niè HÇŽishèng de ruimte in gebracht werden aan boord van hun Shenzhou 6 ruimtecapsule die vanop de Jiuquan lanceerbasis gelanceerd werd. Deze tweede bemande Chinese ruimtemissie duurde bijna vijf dagen en zorgde voor een zoveelste hoogtepunt in het Chinese bemande ruimtevaartprogramma.
In deze periode slaagden de twee 'taikonauten' erin verschillende wetenschappelijke experimenten uit te voeren, zich te ontdoen van hun ruimtepakken en de twee begaven zich voor het eerst ook in de orbital module van het Shenzhou ruimtetuig waardoor ze ondermeer toegang hadden tot verschillende hygiënische en levensnoodzakelijke onderdelen. In totaal maakten de twee taikonauten 75 omwentelingen om de Aarde tijdens deze Shenzhou 6 missie. Dankzij deze succesvolle vijfdaagse ruimtereis kon China luidop beginnen dromen van een volgende missie waarbij het land zijn eerste ruimtewandeling wil uitvoeren.
Slechts vijf uur voor de Shenzhou 6 ruimtecapsule gelanceerd werd door middel van een CZ-2F raket, maakte China de namen bekend van de twee ruimtevaarders die deze missie zouden uitvoeren. Tijdens deze vijfdaagse ruimtereis zou taikonaut Niè HÇŽishèng zijn 41ste verjaardag vieren in een baan om de Aarde. In totaal werden vijf paren van Chinese ruimtevaarders opgeleid voor deze tweede bemande Chinese ruimtemissie. Eén maand voor de lancering werden de twee paren met de slechtste beoordelingscijfers verwijderd uit de selectie waarna Fèi Jùnlóng en Niè HÇŽishèng uiteindelijk geselecteerd werden omwille van hun beste trainingsresultaten. De twee bemanningsleden arriveerden ongeveer 2 uur en 45 minuten voor de lancering bij hun ruimtecapsule waarna het toegangsluik van de Shenzhou 6 30 minuten voor de lancering gesloten werd. Over de exacte lanceerdatum van deze tweede bemande Shenzhou lancering werd enorm veel gespeculeerd doordat het Chinese ruimtevaartagentschap officieel had bekend gemaakt dat Shenzhou 6 midden oktober of zelfs eind september de ruimte in zou gaan. De CZ-2F raket was uiteindelijk klaar voor zijn lancering op 26 september en de Shenzhou 6 ruimtecapsule werd op 4 oktober gemonteerd bovenop zijn raket. Volgens de Chinese vluchtleiding verliep de lancering van de Shenzhou 6 vlekkeloos. Toen de CZ-2F raket zich op een hoogte bevond van 52 kilometer, ongeveer 136 seconden na de lancering, werden met succes de vier kleinere draagraketten afgestoten waarna de tweede rakettrap gedurende 383 seconden lang tot ontbranding werd gebracht en op een hoogte van 200 kilometer boven de Gele Zee uiteindelijk ook afgestoten werd van de raket. De Shenzhou 6 ruimtecapsule gebruikte hierna zijn eigen propulsiesysteem om in een vaste baan om de Aarde te komen op een hoogte van 211 tot 345 kilometer waarna de twee bemanningsleden aan hun eerste maaltijd in de ruimte begonnen. Ondertussen begonnen Chinese reddeingsteams op Mongolisch grondgebied te zoeken naar de kleinere draagraketten en de Escape Tower die na elke lancering terugvielen op de Aarde. Dankzij een camera, die gemonteerd was aan de raket, konden miljoenen Chinezen rechtstreeks zien hoe de Shenzhou 6 ruimtecapsule zich probleemloos losmaakte van de raket.
Kort nadat de Shenzhou 6 ruimtecapsule zich in een baan om de Aarde bevond, werd een eerste geplande baanmanoeuvre uitgevoerd waardoor het ruimtetuig met de twee ruimtevaarders zich nu in een baan om de Aarde bevond op een hoogte van 332 tot 336 kilometer. Ongeveer 1,5 uur na de lancering werd het toegangsluik tussen de terugkeercapsule en de orbital module geopend, waardoor de bemanning zich nu kon begeven in het woon en leefgedeelte van dit ruimtetuig. Fèi Jùnlóng was de eerste die zich begaf in de orbital module terwijl zijn collega achterbleef in de terugkeercapsule. Om de drie uur wisselden beiden van positie. Beide ruimtevaarders hadden de eerste dag nog een gesprek dat bijna 7 minuten duurde met hun echtgenotes die allebei de missie volgden in het vluchtleidingscentrum waarna Niè's dochtertje "Gelukkige verjaardag" zong voor haar vader die op 13 oktober jarig was. Welke activiteiten de twee Chinese ruimtevaarders nu precies uitgevoerd hebben tijdens hun verblijf in de ruimte is nog steeds een groot raadsel, omdat China heel karig is met het bekendmaken van informatie over deze activiteiten. Hierdoor vermoeden veel mensen dat de twee ruimtevaarders wellicht ook militaire spionage activiteiten hebben uitgevoerd tijdens hun missie. Op 13 oktober werd met succes een tweede baanmanoeuvre uitgevoerd, waardoor ze zich in een lagere baan om de Aarde bevonden. Op 15 oktober hadden beide Chinese ruimtevaarders gedurende twee minuten lang een gesprek met de Chinese president Hu Jintao waarin die vol lof sprak over beide ruimtevaarders en hoopte dat de twee veilig zouden terugkeren naar Aarde. Dit was de eerste maal dat Chinese ruimtevaarders zouden leven en werken in de ruimte. Om dit zo goed mogelijk te laten verlopen beschikte de twee taikonauten over 40 kilogram aan voedsel. In de orbital module werd een slaapzak onder gebracht samen met verschillende hygiënische voorzieningen. Opvallend tijdens deze missie was ook dat de Chinese pers bekend maakte dat beide Chinese ruimtevaarders drinkwater aan boord hadden dat afkomstig was uit een Chinese mijn 1,7 kilometer onder de grond waardoor vaak gezegd wordt dat deze twee taikonauten het puurste water uit China dronken tijdens hun missie.
De terugkeer naar de Aarde werd op 16 oktober ingezet nadat de drie verschillende modules zich van elkaar hadden afgescheiden zoals de Russische Soyuz ruimtetuigen dat doen. Zoals voorzien verloor de vluchtleiding gedurende twee minuten lang alle contact met de terugkeercapsule tijdens zijn terugkeer in de atmosfeer. Kort hierna werd de hoofdparachute van de terugkeercapsule ontvouwen waardoor de capsule met de twee inzittenden 1 kilometer van de voorziene landingsplaats een zachte landing maakte op Mongolisch grondgebied. Ongeveer een half uur nadat de capsule was geland, openden reddingsteams het toegangsluik van deze kleine capsule waarna eerst Fèi en dan Niè bevrijd werden uit de Shenzhou 6 terugkeercapsule. De twee taikonauten genoten hierna van een korte maaltijd en ondergingen een eerste medische keuring. Daarna werden ze in een speciaal vliegtuig overgebracht naar Beijing om hier gedurende twee weken lang in een medische quarantaine te verblijven waar ze op de voet gevolgd werden door tal van medici. Ondertussen maakte de orbital module, die alleen was achtergebleven in een baan om de Aarde, verder omwentelingen om onze planeet waarbij tal van wetenschappelijke experimenten automatisch werden uitgevoerd. Terwijl deze module zich vandaag de dag nog steeds in de ruimte bevindt, werd zijn missie op 15 april 2006 officieel beeïndigd. Volgens het China Aerospace Science & Tecnology (CAST), dat de grootste contractor is van zowel de CZ-2F raket als de Shenzhou ruimtetuigen, woog de Shenzhou 6 slechts 200 kilogram meer dan de eerste bemande Chinese Shenzhou 5 ruimtecapsule ondanks dat er zich een tweede taikonaut aan boord bevond. Tijdens deze missie werden enkele vernieuwde onderdelen gebruikt zoals nieuwe schokdempemers voor in de zetels van de ruimtevaarders en een vernieuwde Escape Tower die het ruimtetuig moet loskoppelen van de raket indien er tijdens de lancering iets fout gaat. China ontving van tientallen landen over de hele wereld felicitaties voor deze tweede geslaagde bemande Chinese ruimtemissie. Dankzij het succes van deze missie kan China nu ook deelnemen aan langdurige bemande ruimtemissies.
