15 grudnia 2010 o 20:09:25 z kosmodromu Bajkonur w Kazachstanie wystartowała rosyjska rakieta nośna Sojuz-FG i wyniosła na orbitę statek załogowy Sojuz TMA-20 z trzyosobową załogą.
Po 9 minutach lotu kapsuła załogowa odłączyła się od ostatniego stopnia rakiety nośnej i rozpoczęła samodzielny lot. Chwilę później rozłożono baterie słoneczne.
Połączenie z Międzynarodową Stacja Kosmiczną miało miejsce 17 grudnia o 21:11. Misją dowodzi Rosjanin Dmitrij Kondratjew, a załogę uzupełniają Włoch Paolo Nespoli i Amerykanka Catherine Coleman.
Zgodnie z planem trójka kosmonautów pozostanie w Kosmosie do 16 maja przyszłego roku.
To ostatni lot załogowy zaplanowany na 2010 rok.