神舟十二号返回需要约28.5小时。神舟十二号收到与空间站分离的命令后，并没有立即执行返回程序，因航天员们有一些必须要做的工作。要整理飞天三个月记录下来的数据资料，还要对空间站的物资进行清点和整理，以及对空间站进行彻底的大扫除。
2021年4月，神舟十二号载人航天飞行任务船箭分批安全运抵酒泉卫星发射中心。6月报道，根据规划神舟十二号载人飞行任务，3名航天员将成为 “天和”核心舱的首批“入住人员”，并在轨驻留3个月，开展舱外维修维护、设备更换、科学应用载荷等一系列操作。6月15日，神舟十二号载人飞行任务标识正式发布。
北京时间2021年6月17日9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。此后，神舟十二号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。
北京时间2021年6月17日15时54分，据中国载人航天工程办公室消息，神舟十二号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置，采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口，与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱（船）组合体，整个交会对接过程历时约6.5小时。
8月20日消息，经过约6小时的出舱活动，神舟十二号航天员乘组第二次出舱活动于20日14时33分圆满完成；9月16日神舟十二号载人飞船撤离空间站组合体；9月17日13时30分许，神十二返回舱在东风着陆场安全降落。
