9 月 20 日訊息據中國載人航天工程辦公室訊息，天舟三號貨運飛船入軌後順利完成入軌狀態設定，於北京時間 2021 年 9 月 20 日 22 時 08 分，採用自主快速交會對接模式成功對接於空間站天和核心艙後向埠，整個過程歷時約 6.5 小時。

瞭解到，天舟三號裝載了大量物資、艙外航天服及出艙消耗品、空間站平臺物資、部分載荷和推進劑等，與天和核心艙及天舟二號組合體完成交會對接後，轉入三艙（船）組合體飛行狀態。

天舟三號貨運飛船分為推進艙和貨運倉兩個部分，總重超 13 噸，載貨量可達 6.9 噸。本次飛船共搭載近 5 噸物資，包含 2.16 噸生活物資，其中包含 1 噸水，為後續神舟十三號載人飛船乘組做準備。此外，天舟三號還搭載了一套備用的艙外航天服。

2021 年 9 月 20 日 15 時 10 分，長征七號遙四運載火箭，搭載天舟三號貨運飛船在海南文昌航天發射場成功點火發射。約 597 秒後，飛船與火箭成功分離，進入預定軌道。15 時 22 分，飛船太陽能帆板順利展開且工作正常，這標誌著本次發射任務取得圓滿成功。