Przebieg misji thumb|250px|Start rakiety H-IIA z sondą Akatsuki Po starcie z kosmodromu Tanegashima w dniu 20 maja 2010 roku, rakieta nośna H-IIA (202) (lot F17) wprowadziła sondę na prowadzącą ku Wenus orbitę heliocentryczną o peryhelium 0,72 au, aphelium 1,07 au i nachyleniu względem ekliptyki 2,0°. 21 maja 2010 roku, gdy Akatsuki znajdowała się w odległości około 250 000 km od Ziemi, sonda wykonała testowe zdjęcia naszej planety przy użyciu kamer IR1, UVI i LIR.
28 czerwca 2010 roku przy użyciu silnika głównego wykonano korektę trajektorii lotu sondy (Δv ≈ 12 m/s).
Niepowodzenie manewru wejścia na orbitę Po trwającym ponad 6 miesięcy locie, 6 grudnia 2010 roku o 23:49:00 UTC, gdy sonda zbliżyła się na odległość 550 km od Wenus, rozpoczął się mający trwać 12 minut, manewr wejścia na orbitę. Po potwierdzeniu odpalenia silnika głównego Akatsuki została zakryta przez tarczę planety, co spowodowało przewidzianą na 22 minut utratę kontaktu z Ziemią. Łączność nie została ponownie nawiązana w planowanym czasie, lecz 7 grudnia 2010 roku o 01:28 UTC. Analiza przesłanych danych wykazała, że w 2 min 23 s po odpaleniu silnika, sonda wpadła w niekontrolowany ruch obrotowy, który spowodował wejście jej w tryb awaryjny (safe mode) i przedwczesne wyłączenie silnika.