White Knight, pilotado por Peter Siebold, llevó a SpaceShipOne a la altitud de lanzamiento. A las 08:15 PDT, a una altitud de 47.900 pies (14,6 km) y a una velocidad de 112 nudos (58 m/s), SpaceShipOne se desprendió de White Knight. Tras planear hasta 44.400 pies (13,5 km) y acelerar a Mach 0,55, el cohete se encendió para un encendido de 15 segundos.
A los 9 segundos del encendido, SpaceShipOne superó la velocidad del sonido. La nave ascendió en un ángulo de 70 grados, acelerando a 3 g (30 m/s²). En el momento de la combustión, el número de Mach era de 1,2. La nave alcanzó una altitud de apogeo de 67.800 pies (20,7 km).
La nave se reconfiguró en modo de alta resistencia («pluma») para iniciar el descenso. Tras aproximadamente un minuto de descenso, cambió a la configuración de planeador a 35.000 pies (10,7 km). A continuación, planeó durante 12 minutos hasta el aeropuerto de Mojave.
Durante el aterrizaje, una oscilación de balanceo provocó el colapso del tren principal izquierdo. La nave hizo una excursión por la pista rodando hasta detenerse en la arena blanda. La aeronave sufrió daños menores, que fueron reparados posteriormente, y el piloto resultó ileso.