2016年7月9日，天宮二號(hào)運(yùn)抵酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場(chǎng)，開展總裝和測(cè)試工作。
2016年9月15日22時(shí)04分，長(zhǎng)征二號(hào)F T2運(yùn)載火箭搭載天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。
2016年10月19日，神舟十一號(hào)載人飛船與天宮二號(hào)成功實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接。航天員景海鵬和陳冬入駐天宮二號(hào)。
2016年10月23日7時(shí)31分，天宮二號(hào)成功釋放伴隨衛(wèi)星。
2017年4月22日，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)順利完成自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。這是天宮二號(hào)首次與貨運(yùn)飛船進(jìn)行交會(huì)對(duì)接。2017年4月27日，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)成功完成首次推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加試驗(yàn)。2017年6月15日，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)完成第二次推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加試驗(yàn)。
2017年6月19日，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船完成與天宮二號(hào)的繞飛和第二次交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)。2017年9月12日，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船完成與天宮二號(hào)的自主快速交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)。
2018年9月15日，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室圓滿完成了在軌運(yùn)行2年的目標(biāo)，取得了階段性勝利。
2019年7月19日21時(shí)06分，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室圓滿完成任務(wù)，再入大氣層，少量殘骸落入指定海域。
北京時(shí)間7月19日晚上21時(shí)06分，天宮二號(hào)受控離軌并再入大氣層，以一道絢爛的光芒消逝在大氣層中，少量殘骸落入南太平洋預(yù)定安全海域，功成身退。圓滿完成全部任務(wù)的天宮二號(hào)，創(chuàng)造了中國(guó)航天史上的多個(gè)第一，也標(biāo)志著我國(guó)進(jìn)入空間站時(shí)代。