Космонавты провели на орбите Земли 192 суток 19 часов — запуск состоялся 21 декабря с космодрома Байконур, а 23 декабря произошла состыковка с исследовательским модулем МИМ-1 «Рассвет» на международной станции.
Программа работы в космосе была насыщенной. За это время экипаж принял три российских транспортных грузовых корабля, один европейский и один американский. 16 февраля Олег Кононенко вместе с Антоном Шкаплеровым выходили в открытый космос на 6 часов 15 минут, выполняя программу российского сегмента МКС.
Командир экипажа «Союз ТМА-03М» Олег Кононенко после приземления
Также русскими космонавтами выполнялась программа научно-прикладных исследований и экспериментов:
изучение физико-химических процессов и материалов в условиях космоса, геофизики и околоземного космического пространства;
проведение медико-биологических исследований и исследований солнечной системы;
изучение космической биотехнологии и физических условий в космическом пространстве;
осуществление работ по дистанционному зондированию Земли.