2003年3月完成了绕月探测工程的综合立项论证工作,提交了《月球探测一期工程综合立项论证报告》及《月球探测一期工程科学目标与发展战略》,月球探测卫星、运载火箭、发射场、测控、地面应用五大系统的可行性论证报告。
2004年,中国第一个月球探测工程命名"嫦娥1号"工程,中国探月工程第一期正式启动,绕月工程各项研制工作也全面展开。目标是要在2007年之前发射一颗绕月探测卫星。
2005年,运载火箭、探测器 、数控、发射场和地面运用五大系统均完成了"初样"阶段,确定了各项技术指标。探月工程转入嫦娥一号正样飞行卫星的研制,预计在2007年发射。
2006年,"嫦娥一号"卫星进行最后飞行样机阶段的研制。运载火箭完成正样投产任务,测控和发射场系统完成技术改造和调试任务,地面应用系统完成组装和调试任务。完成月球探测卫星正样产品的设计、研制、总装、测试、试验、发射及飞行试验。
2007年10月24日18时05分,中国首颗探月卫星嫦娥一号在西昌卫星发射中心发射升空,准确进入预定轨道。 2007年11月5日,嫦娥一号成功实施首次近月制动,顺利进入绕月轨道。2007年11月7日,嫦娥一号卫星进入环月轨道。
2008年10月24日,嫦娥一号卫星圆满完成一年任务,所有载荷均开展了有效的科学探测,获得了超过1.37TB的科学探测数据。2008年11月12日,发布中国第一幅全月球影像图。这是目前世界上已公布的最清晰完整的月球影像图。
嫦娥一号卫星在完成预定任务后,鉴于卫星状态良好,为最大限度地利用卫星在轨的宝贵资源,开展了一系列技术试验,为二期工程积累了宝贵经验。2009年3月1日,嫦娥一号卫星按预定计划受控撞月,圆满完成使命。
2010年10月1日18时59分57秒345毫秒,"嫦娥二号"在西昌卫星发射中心成功发射。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。飞入指定轨道。嫦娥二号工程的实施创造了航天领域多项"世界第一"。
2012年11月13日,"嫦娥三号"月球着陆器实物模型在珠海航展的首"秀"吸引了众多眼球。官方透露中国预计于2013年择机发射"嫦娥三号"探测器。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。