Nach einem Fly-by am Mars im März 2009 schwenkte die Raumsonde im Juli 2011 in einen Orbit um Vesta ein. Dawn beobachtete den Planetoiden etwa ein Jahr lang aus Umlaufbahnen mit abnehmender Höhe. Anfang September 2012 verließ die Sonde Vesta und flog zu Ceres weiter, wo sie Anfang März 2015