改革開放後，特別是進入20世紀80年代後，中國的各項建設事業開始進入一個新的發展階段。國門的敞開，使許多有識之士強烈意識到中國與世界的差距。在一批老科學家和航天人的不懈努力下，載人航天工程的研製再一次被提上中共領導人的議事日程。同時，伴隨著中國空間技術的快速發展，在已經具備返回式衛星、氣象衛星、資源衛星、通信衛星等各種應用衛星的研製和發射能力以後，中國又成為了世界上第三個掌握衛星回收技術的國家，這為中國開展載人航天技術的研究打下了堅實基礎。
由於載人航天投入大、效益周期比較長，風險也比較大，對於中國要不要搞載人航天，一直存在較大的分歧。但另一個爭論的焦點則是，中國選擇什麼方案來突破載人航天技術。是太空梭，還是宇宙飛船？相對而言，宇宙飛船在技術上容易突破、研製費用較少、研製周期也較短，而太空梭的研製投入大、風險大、技術難度高。從實際情況來說，中國已研製了十幾顆返回式衛星，有一定的技術基礎，所以選擇載人飛船進行技術突破比較好。
1991年11月，在載人航天工程停滯、下馬近20年後，經過此前半年多時間的研究論證，中國運載火箭技術研究院、中國空間技術研究院和上海航天技術研究院分別提交了《載人飛船工程可行性論證報告》。
1992年1月8日，中央專委召開第五次會議，專門研究發展載人航天問題，進一步對載人飛船工程研製進行技術、經濟可行性論證。
1992年9月21日，中共中央政治局討論同意了中央專委《關於開展我國載人飛船工程研製的請示》，正式批准中國載人飛船工程上馬。自此，中國載人航天工程又一次正式立項實施，代號為「921工程」。
「921工程」的正式立項，激發了無數航天人久違的夢想。就「921工程」本身來說，這是中國航天史上迄今為止規模最大、系統最複雜、技術難度最高的工程。該工程由7個分系統組成，包括宇航員系統、飛船的應用系統、載人航天飛船系統、運載火箭系統、發射場系統、測控系統、著陸場系統。其中，載人航天飛船系統是核心，包括軌道艙、返回艙、推進艙。
按照發展計畫，中國載人航天工程將分三步實施。第一步，發射無人和載人飛船，將宇航員安全地送入近地軌道，進行適量的對地觀測和科學實驗，並使宇航員安全返回地面。第二步，實現宇航員出艙太空行走以及完成飛船與太空艙的交會對接，並發射長期自主飛行、短期有人照料的空間實驗室，儘早建成完整配套的空間工程系統。第三步，建造大型長期有人照料的空間站。
1999年11月20日6時30分，中國成功發射第一艘無人飛船「神舟一號」，實現了天地往返的重大突破。
從「921工程」正式立項到「神舟一號」成功發射的七八年時間，中國航天人走完了發達國家三四十年所走過的路。在此後3年的時間裡，中國又連續成功發射「神舟二號」至「神舟四號」3艘無人飛船，每次都有技術突破。
2003年10月15日，「神舟五號」載人飛船即將升空。5時20分，航天員出征儀式在酒泉衛星發射基地航天員宿舍問天閣舉行。中共中央總書記、國家主席胡錦濤親臨送行，並講道：「『神舟五號』馬上就要發射了，這是你們盼望已久的時刻，也是全國各族人民盼望已久的莊嚴時刻。一會兒，楊利偉同志就要作為我國第一個探索太空的勇士出征，就要肩負著祖國和人民的重託去實現中華民族的千年夢想。相信你一定會沉著冷靜、堅毅果敢，圓滿完成這一光榮而又神聖的使命。我們等待著你勝利歸來。」
身著乳白色航天服的首飛航天員楊利偉莊嚴宣誓：「請胡總書記放心，請全國人民放心。我一定不辜負胡總書記和全國人民的期望，圓滿完成載人航天首飛任務。」問天閣內一片熱烈的掌聲。
8時20分，環抱著飛船的第三組平台徐徐展開，乳白色的船箭塔組合體完全展露，飛船上的五星紅旗格外醒目。
8時30分，一直被蒙得嚴嚴實實的發射塔架終於打開了。呈現在眼前的是赫然高聳的長征火箭和它所搭載的船塔聯合體，場面非常壯觀。
「15分鐘準備」，逃逸控制台指揮員的目光聚焦在顯示屏上。在火箭起飛前900秒到起飛後160秒的時段內，萬一火箭發生故障，這個控制台負責確保逃逸塔拽動軌道艙和返回艙與火箭分離，並降落在安全地帶，使飛船上的航天員脫離險境。
測發控制大廳內，火箭發射控制台操作手迅速執行自動發射點火程序。
「5分鐘準備。」航天員關上了天窗，整裝待發。
「1分鐘準備。」航天員躺在了特製的航天椅上。
「10、9、8……點火，起飛！」
9時整，大地震顫，烈焰升騰，「長征二號F」火箭運載著「神舟五號」飛船和航天員楊利偉順利飛向太空。
2分鐘後，第一節箭體脫落；10分鐘後，進入正常軌道。
9時42分，載人航天工程總指揮李繼耐宣布：「飛船已進入預定軌道，發射取得成功。」浩瀚的太空從此寫下了中國人的名字，中華民族的飛天夢想終於成真。
飛船繞著地球以90分鐘一圈的速度飛行。一會兒白天，一會兒黑夜。黑白交替之間，地球邊緣彷彿鑲了一道漂亮的金邊。楊利偉拿起攝像機，把這壯觀的景色拍攝下來。他鄭重地在飛行手冊上寫道：「為了人類的和平與進步，中國人來到太空了。」
楊利偉總共在飛船中呆了21個小時，環繞地球飛行了14圈。當飛船飛行到第7圈時，他在太空展示了中國國旗和聯合國旗，表達了中國人民和平利用太空，造福全人類的美好願望。
國外媒體和航天員同行一致認為，這是一次完美的飛行。楊利偉在太空飛行中的傑出表現，讓世界再次對中國及中國的航天英雄刮目相看。
16日6時23分，飛船返回艙著陸，著陸點在內蒙古中部草原。6時31分，溫家寶總理與楊利偉通話，祝賀他順利返航。
6時43分，中國首位航天員楊利偉神態自若地走出返回艙。「這是祖國歷史上輝煌的一頁，也是我生命中最偉大的一天。」這是他邁出艙門後對人們說的第一句話。
兩年以後，即2005年10月15日，「神舟六號」載人飛船在酒泉衛星發射中心成功發射。10月17日4時33分，飛船返回艙著陸。航天員聶海勝和費俊龍在太空飛行115小時32分鐘，飛行77圈，行程約325萬公里。
「神舟五號」和「神舟六號」外形一樣，也一樣由「長征二號F」運載火箭送上藍天。
從兩年前的「單人一日太空游」到如今的「雙人多日太空游」，看似不大的變化在中國航天載人工程七大系統總設計師們的口中，卻是「突破性的」，因為「神舟六號」標誌著中國載人航天工程第二步目標——交會對接工程順利開始。「神舟六號」完成「多人多天太空飛行」任務之後，中國載人航天工程的第二步——載人飛船和空間飛行器的交會對接，建立短期空間站才可能實現，因為，只讓一名航天員飛一天不可能完成對接或建站任務，「多人多天」才是根本。
與「神舟五號」相比，「神舟六號」在110項技術上得到了改進，飛船更加安全，更加舒適，讓中國的載人航天工程距離交會對接以建立太空站越來越近。