前期准备
2018年3月9日，嫦娥四号正在开展着陆器和巡视器真空热试验前的总装工作。
2018年4月24日，嫦娥四号中继星命名为“鹊桥”。
2018年5月21日，嫦娥四号中继星“鹊桥”于西昌卫星发射中心由长征四号丙运载火箭发射升空。
2018年6月15日，嫦娥四号中继星“鹊桥”顺利进入距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道，成为世界首颗运行在地月L2点Halo使命轨道的卫星，可为嫦娥四号月球探测器提供地月中继测控通信。
2018年8月15日，中国国家国防科技工业局探月与航天工程中心，正式启动嫦娥四号任务月球车全球征名活动，并对外公布嫦娥四号月球探测器——着陆器和月球车外观设计构型。
发射奔月
2018年12月8日2时23分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙改二型运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程。此次发射任务是长征系列运载火箭的第294次发射。
2018年12月9日16点42时，西安卫星测控中心下属佳木斯、喀什、青岛测控站对嫦娥四号月球探测器进行第二次中途修正，持续10秒。第一次、第三次中途修正因火箭入轨精度较高而取消。
近月制动
2018年12月12日，嫦娥四号探测器经过约110小时奔月飞行，到达月球附近。西安卫星测控中心佳木斯深空站于16时39分25秒发出指令，嫦娥四号在距月面129公里处成功实施7500N变推力发动机点火。356秒后，发动机正常关机，嫦娥四号探测器于16时45分顺利完成近月制动，成功进入100km×400km环月椭圆轨道。
环月降轨控制
2018年12月30日4时55分，科技人员在北京航天飞行控制中心向嫦娥四号探测器注入调姿和变轨参数。
2018年12月30日8时54分，嫦娥四号探测器发动机成功点火，开始实施变轨控制。
2018年12月30日8时56分，地面测控站实时遥测数据监视判断，嫦娥四号探测器已由距月面平均高度约100公里的环月轨道，成功实施降轨控制，进入近月点高度约15公里、远月点高度约100公里的预定月球背面着陆准备轨道。
自12月12日嫦娥四号探测器成功实施近月制动进入环月轨道以来，进行了2次环月轨道修正。
着陆月背
2018年12月30日8时55分，嫦娥四号探测器在环月轨道成功实施变轨控制，顺利进入预定的月球背面着陆准备轨道。
2019年1月3日早上，嫦娥四号探测器从距离月面15公里处开始实施动力下降，探测器的速度从相对月球1.7公里每秒逐步下降。在6到8公里处，探测器进行快速姿态调整，不断接近月球；在距月面100米处开始悬停，对障碍物和坡度进行识别，并自主避障；选定相对平坦的区域后，开始缓速垂直下降。
2019年1月3日10时26分，在反推发动机和着陆缓冲机构的“保驾护航”下，一吨多重的“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区（东经177.6度、南纬45.5度附近）。
落月后，在地面控制下，通过“鹊桥”中继星的中继通信链路，嫦娥四号探测器进行了太阳翼和定向天线展开等多项工作，建立了定向天线高码速率链路。
2019年1月3日11时40分，着陆器获取了世界第一张近距离拍摄的月背影像图并传回地面。
2019年1月3日11时50分，太阳翼帆板展开。
巡视器着月
2019年1月3日，嫦娥四号月球车确定命名为“玉兔二号”。
2019年1月3日15时7分，工作人员在北京航天飞行控制中心通过“鹊桥”中继星向嫦娥四号发送指令，两器分离开始。22时22分，“玉兔二号”巡视器到达月面，着陆器与巡视器各自开始就位探测与巡视探测。
载荷开机工作
至2019年1月4日17时，着陆器上低频射电频谱仪的三根5米天线展开到位，德国的月表中子及辐射剂量探测仪开机测试，地形地貌相机拍摄的影像图陆续传回地面。
巡视器与中继星成功建立独立数传链路，完成了环境感知、路径规划，按计划在月面行走到达A点，开展科学探测。测月雷达、全景相机已开机，工作正常。其它有效载荷陆续开机。
2019年1月5日，嫦娥四号迎来第一个月昼高温考验，巡视器进入“午休”模式，只保留部分分系统工作，移动等分系统则停止工作。
2019年1月10日0时，玉兔二号巡视器完成出月午设置，恢复工作。
至2019年1月11日8时，嫦娥四号着陆器上配置的地形地貌相机完成了环拍，科研人员根据“鹊桥”中继星传回的数据，制作了清晰的环拍影像图。科研人员根据降落相机拍摄的影像图，完成了着陆点周围月面地形地貌的初步分析。同时根据导航相机拍摄的着陆周围地形信息，对巡视器进行了路径规划。
两器互拍
2019年1月11日下午，科研人员通过“鹊桥”中继星发送了拍照遥控指令。在“鹊桥”中继星支持下，巡视器全景相机对着陆器进行成像，着陆器地形地貌相机对巡视器成像。
经过地面数据接收与处理，16时47分，地面成功接收清晰完好的互拍图像，北京航天飞行控制中心大屏幕上呈现出着陆器和巡视器的互拍影像图。图像清晰显示了着陆器和巡视器周围的月背地形地貌，两器上五星红旗分外醒目。
嫦娥四号两器互拍顺利完成，地面接收图像清晰完好，中外科学载荷工作正常，探测数据有效下传，搭载科学实验项目顺利开展，达到工程既定目标，标志着嫦娥四号任务圆满成功。至此，中国探月工程取得“五战五捷”，中共中央、国务院、中央军委对探月工程嫦娥四号任务圆满成功致贺电。
生物实验
2019年1月15日，嫦娥四号上搭载的生物科普试验载荷发布了最新试验照片，照片显示试验搭载的棉花种子已经长出了嫩芽，这也标志着嫦娥四号完成了人类在月面进行的首次生物实验。
此次在月球上进行的生物科普试验选择了棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇六种生物作为样本，将它们的种子和虫卵带到月球上进行培育。最新传回的图片显示，棉花的嫩芽长势良好，这是在经历月球低重力、强辐射、高温差等严峻环境考验后，在月球上长出的第一株植物嫩芽，实现了人类首次月面的生物生长培育实验。
科学探测
两器互拍结束以后，嫦娥四号任务转入科学探测阶段，着陆器和巡视器继续开展就位探测和月面巡视探测。
2019年1月14日，在第一个月夜降临后，嫦娥四号着陆器和玉兔二号探测器陆续进入了休眠状态。在第一个月夜休眠期间，着陆器上配置的同位素温差电池为月夜温度采集器供电，该采集器于测点位置成功监测第一月夜温度变化情况，月表温度在月夜期间最低达到-190℃，这是我国探月工程首次获取月夜温度探测数据。
2019年1月29日20时，玉兔二号”巡视器完成自主唤醒。1月30日20时39分，嫦娥四号着陆器接受光照自主唤醒。两器在月球背面成功经受极低温环境考验，根据太阳高度角变化择机自主退出“月夜休眠模式”，设备按预定程序相继通电开机。
月夜休眠
2019年2月11日19时、19时30分，嫦娥四号着陆器、玉兔二号月球车先后进入第二个月夜休眠模式。玉兔二号预计于2月28日唤醒，着陆器预计于3月1日唤醒，继续开展科学探测活动。
在上一个月昼中，嫦娥四号着陆器和玉兔二号巡视器工作稳定，红外成像光谱仪、中性原子探测仪等科学载荷顺利开展科学探测活动，玉兔二号于2019年2月11日2时22分移动至LEO0210点，在月面累计行驶120米左右。
2019年3月30日18时14分，嫦娥四号着陆器正常唤醒，中继前返向链路建立正常，平台工况正常。
2019年4月29日7时40分，嫦娥四号着陆器正常唤醒，中继前返向链路建立正常，平台工况正常。嫦娥四号着陆器将协同玉兔二号月球车开展第五月昼工作，继续实施科学探测任务。
2019年6月9日22时，嫦娥四号着陆器完成月夜设置，进入第六月夜休眠期。
月球背面
2019年1月3日，嫦娥四号在冯·卡门陨石坑(Von Kármán crater)着陆，并部署了玉兔二号月球车对南极-艾托肯盆地进行探测。现在，中国科学院@中科院之声的李春来及其同事发布了玉兔二号可视-近红外成像光谱仪(Visible–Near Infrared Spectrometer)的初始观测结果。发现他们所获的光谱数据和典型的月球表面物质的光谱数据存在差异，并据此推断月球表面存在的低钙辉石和橄榄石矿物可能来自月球的上地幔。
水手10号
金星9号
航行者
尼尔-舒梅克
海盗
嫦娥二号
Chandryaan-1
国际日地探测卫星3号/国际彗星探测器
月神3号
