22 sierpnia doszło do usterki systemu kontroli orientacji IRU (Internal Reference Unit). Sonda przełączyła się na system kontroli orientacji oparty na szukaczu gwiazd, którego działanie spowodowało jednak zużycie ok. 140 kg paliwa przez silniki korekcyjne, co stanowiło większość jego zapasu. Kontrolerzy lotu powstrzymali nadmierne zużycie paliwa i ponownie uruchomili system IRU.
11 września NASA ogłosiła, że za cel uderzenia sondy został wybrany krater Cabeus A.
28 września poinformowano o zmianie celu uderzenia sondy na krater Cabeus o współrzędnych 84,9° S, 35,5° W.
Właściwa część misji 9 października 2009 r. około 01:50 UTC, w odległości 87 000 km od Księżyca, sonda LCROSS została rozdzielona na dwa osobne elementy, z których pierwszy (EDUS) miał uderzyć w wybrane miejsce we wnętrzu stale zacienionego krateru Cabeus, drugi zaś (S-S/C) miał posłużyć do sterowania pierwszym członem, przeprowadzić badania chmury pyłu powstałej w wyniku uderzenia, dokonać transmisji tych danych na Ziemię, po czym również uderzyć w Księżyc. Powodzenie misji zależało w dużym stopniu od zapewnienia odpowiedniej odległości obu elementów w chwili, gdy pierwszy z nich uderzy w powierzchnię Księżyca.