完成交会对接后，上升器就要转交月壤样品了，借助转移机构，样品容器将通过一个200到300毫米的狭小通道，最终被抓取到返回器内。
在完成样品转移后，"上升器"完成使命，与"轨返组合体"分离。这之后，"轨返组合体"就在环月轨道飞行、等待月地转移的"窗口"时机。环月等待为14天左右，"轨返组合体"开始实施月地转移入射机动，进入月地转移轨道。此后，经过约5天、途中进行1至3次修正后，"轨返组合体"来到了距离地球约5000公里高度，这时，嫦娥六号的返回器和轨道器分离。
之后，返回器便独自进入再入返回阶段，本次返回，采用的是半弹道跳跃式再入大气层的方式。最终，嫦娥六号返回器将降落于内蒙古四子王旗着陆场，完成这场历时53天的地月往返之旅。
