El 30 de octubre de 2024, la nave tripulada Shenzhou-19 fue lanzada al espacio desde el Centro de Lanzamiento de Satélites de Jiuquan, en el noroeste de China, utilizando el cohete portador Gran Marcha 2F. A bordo viajaban tres taikonautas: Cai Xuzhe, comandante de la misión, y sus colegas Song Lindong y Wang Haoze, quienes no tenían experiencia previa en vuelos espaciales. Horas después, ingresaron a la estación orbital Tiangong, donde fueron recibidos por los tres miembros de la tripulación de la misión Shenzhou-18, quienes abandonaron la estación días después tras completar su misión de seis meses.

El 15 de noviembre de 2024, la nave de carga Tianzhou-8 fue enviada a la estación orbital china. Transportaba suministros esenciales, medicamentos, equipos experimentales y materiales auxiliares para actividades extravehiculares.

El 17 de diciembre de 2024, la tripulación del Shenzhou-19 realizó su primera caminata espacial. Cai Xuzhe y Song Lindong trabajaron durante nueve horas en el exterior, instalando dispositivos de protección contra basura espacial, mientras Wang Haoze los apoyaba desde el interior de la estación.

El 21 de enero de 2025, el mismo equipo llevó a cabo una segunda caminata espacial de 8,5 horas, inspeccionando equipos externos y realizando múltiples tareas de mantenimiento.

El 21 de marzo, exactamente dos meses después, los taikonautas completaron su tercera actividad extravehicular de siete horas. Con esto, Cai Xuzhe acumuló cinco caminatas espaciales (incluidas dos de la misión Shenzhou-14), estableciendo un récord entre los taikonautas chinos.

Durante sus casi seis meses en órbita, la tripulación de la Shenzhou-19 realizó numerosos experimentos científicos y pruebas tecnológicas. Destacó especialmente la primera investigación sobre el crecimiento y comportamiento de moscas de la fruta en condiciones de hipomagnetismo y microgravedad, crucial para estudiar la adaptación humana a largas estadías espaciales.