На борту корабля к Международной космической станции отправились командир экипажа космонавт Роскосмоса Юрий Маленченко и бортинженеры астронавт NASA Санита Уильямс (Sunita Williams) и астронавт JAXA Акихито Хошиде (Akihiko Hoshide). Они пробудут на борту МКС около полугода и проведут почти 40 научных экспериментов, среди которых присутствуют биомедицинские исследования по изучению эффективности физической подготовки космонавтов на борту и работы сердечнососудистой системы астронавтов во время длительного полета, запуск пяти микроспутников и эксперимент по выращиванию пресноводных рыбок.
В соответствии с циклограммой полета ТПК «Союз ТМА-05М» штатно отделился от третьей ступени РКН и выведен на заданную орбиту. Стыковка корабля с Международной космической станцией запланирована на 7:52 мск 17 июля.