Sondu LRO vynesla 18. června do vesmíru raketa Atlas, která odstartovala ze základny Cape Canaveral na Floridě. Na oběžnou dráhu kolem měsíce sonda dorazila 23. června.

"První snímky jsme pořídili oblasti na rozhraní měsíčního noční a denní strany a nebyly jsme si jistí, jak dopadnou," sdělil BBC Mark Robinson z Arizona State University v Tempe, vedoucí týmu, který dal dohromady kamerový systém vyslané sondy a dodal: "Ve skutečnosti jde o podobnou oblast, jako byla ta, kterou prozkoumali astronauti Apolla 16 v roce 1972."

LRO bude kroužit kolem měsíce přinejmenším jeden rok, aby získala, co nejvíce informací, které budou sloužit pro přípravu budoucích misí, které počítají s vybudováním stálé, obydlené základny na měsíčním povrchu. S návratem lidí na Měsíc NASA počítá kolem roku 2020.

Sonda LRO však nebyla jediným pasažérem rakety Atlas V. Tím druhým byla sonda nazvaná Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS), která vyšle 9. října k měsíčnímu povrchu prázdný stupeň rakety Centaur. Po následném výbuchu bude analyzovat spektrometry vyvrženou horninu s cílem najít mimo jiné i stopy vody.

Voda je na Měsíci uložena v podobě zmrzlého ledu. Díky těmto zásobám bude možné zásobovat obydlenou základnu životadárnou tekutinou, která by se jinak musel na Měsíc komplikovaně a draze dopravovat.