2008年3月，探月工程二期立项，嫦娥三号研制的大幕徐徐拉开。与嫦娥一号、二号相比，嫦娥三号探测器的技术跨度大、设计约束多，结构也更为复杂，新技术、新产品达到80%。

2013年12 月2日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功将嫦娥三号探测器发射升空。12月14日，嫦娥三号探测器自主成功避障，安全软着陆。12月15日，“玉兔”号月球车与着陆器分离，开始月面巡视勘察。嫦娥三号任务的圓满成功，标志着我国探月工程第二步战略目标“落”全面实现。