Avec une astronaute américaine, Peggy Whitson et un cosmonaute russe, Oleg Novitski, le Français a décollé de Baïkonour, au Kazakhstan, à bord d’une fusée Soyouz fabriquée par la Russie. 
Pendant les six mois qu’il doit passer à l’intérieur de l’ISS pour sa mission, nommée Proxima, Thomas Pesquet doit mener une soixantaine d’expériences scientifiques pour l’Agence spatiale européenne (ESA, l’équivalent européen de la NASA) et pour le centre national d’études spatiales. 
Après deux jours de voyage, les trois scientifiques ont rejoint un Américain et deux Russes qui habitaient déjà dans la Station spatiale internationale (ISS).