14日20时，在北京航天飞行控制中心的精确控制下，天宫一号与神舟八号成功进行了第二次交会对接。这次对接进一步考核检验了交会对接测量设备和对接机构的功能与性能，获取了相关数据，达到了预期目的。
19时24分，北京航天飞行控制中心向组合体发送指令，飞控中心的大屏幕上，中间位置显示出神舟八号逐渐撤离天宫一号的三维动画，两侧分别显示着从天宫看神舟、从神舟看天宫的图像；大屏幕下，工作人员紧张有序地忙碌着。
4分钟后，天宫一号目标飞行器与神舟八号飞船交会对接机构顺利解锁，组合体成功分离，神舟八号飞船缓缓撤离至140米停泊点。
在地面控制下，神舟八号再次向天宫一号缓缓靠近，30米，20米，10米……
屏幕中央图像显示，神舟步步追赶、步步靠近，逐渐抵达天宫“身旁”。经过接触、捕获、缓冲校正、拉回、锁紧等技术动作，两个航天器最终实现二次对接，再次形成刚性组合体，以优美的姿态飞行在浩渺太空。
随后，北京飞控中心宣布：天宫一号、神舟八号第二次交会对接取得圆满成功。顿时，飞控大厅里掌声四起，一片欢腾。 据北京飞控中心副主任麻永平介绍，这次试验主要目的是检验组合体分离、飞船撤离功能和交会测量设备在阳照区的工作性能，并进行天宫一号与神舟八号第二次交会对接。试验安排在飞船运行第216圈地面连续测控弧段进行，为充分考核光学测量设备在光照条件下的功能性能，组合体分离、飞船撤离和交会试验大部分过程在阳照区进行，对接在阴影区完成。
第二次交会对接试验完成后，北京航天飞行控制中心将继续对组合体实施精确测控，同时，认真收集空间天气监测数据等相关信息，对飞船返回前轨道参数进行修正计算，为组合体再次分离和神舟八号飞船顺利返回做好准备。
