Статья: Тайны межзвездных облаков
Запуск ракетой Delta II
22 февраля — 1 мая 2000 (2)
Первый период сбора межзвездной пыли
15 января 2001 (3)
Сближение с Землей для гравитационного маневра
5 мая 2002 — 9 декабря 2002 (4)
Второй период сбора межзвездной пыли
2 ноября 2002
Сближение (3300 км) с астероидом Аннефранк (поперечник 6 км) и его съемка
24 сентября 2003
Начало операций по изучению кометы Вильда-2
2 января 2004 (5)
Пролет ядра кометы Вильда-2 на расстоянии 236 км
Расстояние от Солнца — 1, 86 а. е. (279 млн км)
Расстояние от Земли — 2, 60 а. е. (390 млн км)
21 февраля 2004
Завершение операций по изучению кометы
17 октября 2005
Начало операций по возврату капсулы с образцами
15 января 2006 (6)
Возвращение капсулы с образцами на Землю
На первых двух витках вокруг Солнца до встречи с кометой аппарат дважды открывал ловушку для сбора образцов межзвездной пыли, а между витками сближался с Землей для набора скорости в гравитационном маневре. Чтобы снизить скорость столкновения с межзвездными пылинками, их сбор шел в периоды, когда аппарат летел в сторону, противоположную движению Солнца относительно соседних звезд. Встреча с кометой произошла через пять лет полета на третьем витке вокруг Солнца. При этом комета нагоняла аппарат со скоростью 6, 1 км/с