2012年6月18日14時許，在完成捕獲、緩沖、拉近和鎖緊程序後，神舟九號與天宮壹號緊緊相牽，中國首次載人交會對接取得成功。對接完成、兩飛行器形成穩定運行的組合體後，航天員於2012年6月17時22分進入天宮壹號目標飛行器。
2012年6月20日6時18分，在北京航天飛控中心精確控制下，天宮壹號與神舟九號組合體在太空中進行了第壹次姿態調整，使其從交會對接的倒飛狀態進入正常飛行姿態，為二次交會對接做好準備 。 對中國來說，成功的載人對接任務是在2020年前後建立空間站計劃的重要壹步，這不僅將是其不斷增長的太空能力的最新展示，同時還將與其日益擴張的軍事和外交影響力相匹配。
2012年6月20日中國航天員中心傳出令人振奮的消息，神舟九號任務航天員在軌體液生化指標檢測結果成功下傳，結果表明航天員在軌健康狀況良好。這是我國首次開展體液應激水平在軌監測，標誌著我國在軌醫監生化檢測技術達到國際先進水平 。