Dystrybucja W kwietniu 2024 wytwórnia wyznaczyła datę premiery filmu na 20 marca 2026. W czerwcu 2025 podpisała umowę z Sony Pictures na dystrybucję kinową swoich filmów, w tym Projektu Hail Mary, poza Stanami Zjednoczonymi i Kanadą. Uroczysta premiera z udziałem obsady i twórców odbyła się 9 marca 2026 na Leicester Square w Londynie.
10 maja 2026 został wydany w sklepach i wypożyczalniach cyfrowych.
Odbiór Krytyczny W serwisie Rotten Tomatoes film osiągnął wynik 94% pozytywnych recenzji, agregator zebrał ich w sumie 415. Portal podsumował: „Olśniewająca wizualnie kosmiczna odyseja, która bez trudu podąża za siłą grawitacji Ryana Goslinga w jego najbardziej ujmujących momentach. Projekt Hail Mary to niemal nadprzyrodzone połączenie inteligencji i serca”. W serwisie Metacritic film osiągnął wynik 77 w skali do 100, przy 60 recenzjach.
Komercyjny Magazyn „Variety” obliczył, że film potrzebuje osiągnąć przychód w wysokości 500 milionów dolarów, by osiągnąć zysk. W Stanach Zjednoczonych i Kanadzie jego przychód w pierwszy weekend był przewidywany na 63–65 milionów dolarów. Ostatecznie w pierwszy weekend zarobił 80,6 miliona dolarów, w tym 33,1 milionów, zajmując pierwsze miejsce w rankingu box office.