در 3 می 2003، فضاپیمای مریخ اکسپرس پس از انجام آزمایش پرتاب موفقیت آمیز، مجوز نهایی را برای پرتاب دریافت کرد.
آژانس فضایی اروپا قبلاً اعلام کرده بود که پنجره پرتاب Mars Express در 23 می باز خواهد شد و به مدت چهار هفته ادامه خواهد داشت. با این حال، درست قبل از اینکه فضاپیما برای سفر به ایستگاه پرتاب در کیهان بایکونور در قزاقستان، تولوز، فرانسه را ترک کند، مهندسان نقصی را در یکی از ماژول های الکترونیکی کشف کردند.
با توجه به زمان پیش‌بینی‌شده برای رفع اشکال، تاریخ راه‌اندازی ابتدا از 23 می به 6 ژوئن، خارج از پنجره راه‌اندازی منتقل شد. با این حال، به لطف مهارت و فداکاری تیم مهندسی، کار زودتر از حد انتظار به پایان رسید و تاریخ پرتاب به جلو رفت.
با چراغ سبز، مارس اکسپرس بارگیری شد، عملیاتی که حدود یک هفته طول کشید. سپس به مرحله بالایی تقویت کننده موشک سایوز متصل و متصل شد. کل سیستم چهار روز قبل از پرتاب روی زمین قرار گرفت.
در 2 ژوئن 2003، یک موشک سایوز از بایکونور بلند شد و مارس اکسپرس در راه بود. پس از یک سفر 205 روزه و 400 میلیون کیلومتری، کاوشگر فضایی به مدار مریخ اعلام وصول.
این مدارگرد از اوایل سال 2004 اندازه گیری های علمی را با موفقیت انجام داده است. اطلاعات شامل تصویربرداری با وضوح بالا و نقشه برداری کانی شناسی از سطح، کاوش راداری ساختار زیرسطحی، تعیین دقیق گردش و ترکیب اتمسفر، و بررسی برهمکنش جو با رسانه بین سیاره ای
