18时44分，飞船开始第一次调姿。45分，一次调姿到位。飞船转身90度，返回舱和轨道舱成功分离。随后飞船进行第二次调姿，飞船继续向同一方向90度转身。二次调姿到位后，46分，发动机点火，进行返回制动；18时49分，返回制动结束，神八飞船踏上归途。19时11分许，飞船返回舱与推进舱分离。19时30分左右，中国“神舟八号”飞船返回舱在内蒙古预定区域成功着陆。
20时10分左右，搜救人员在主着陆场区找到“神舟八号”飞船返回舱，随后，中国载人航天工程总指挥、总装备部部长常万全宣布，根据着陆场区报告，神舟八号飞船返回舱已在内蒙古主着陆场安全着陆，天宫一号与神舟八号空间交会对接任务取得圆满成功。
11月1日，中国成功发射“神舟八号”飞船。11月3日凌晨，“神舟八号”飞船与此前于9月29日发射升空的中国首个目标飞行器“天宫一号”，成功实现首次空间交会对接。在随后的11月14日，组合体实现了第二次交会对接试验。
“神舟八号”飞船在太空巡游17天，与“天宫一号”目标飞行器成功进行两次空间交会对接，为中国空间站建设奠定了基础。“天宫一号”目标飞行器在与“神八”飞船分别后，还将继续在轨飞行，其设计寿命为两年，明年它将迎来“神九”、“神十”及中国航天员。