Vào năm 2017, dự án Exploration Mission-2 khi đó chỉ là một sứ mệnh dự kiến phóng một lần của Hệ thống tên lửa đẩy vũ trụ (SLS) Block 1B và tầng đẩy Exploration Upper Stage, tàu vũ trụ Mặt Trăng Orion Block 1 cùng với tải trọng chèn lên đến 50,7 t (55,9 tấn Mỹ; 112.000 lb). Ban đầu, kế hoạch của dự án chỉ là để giải quyết một tiểu hành tinh mà trước đó đã được đặt trong quỹ đạo của Mặt Trăng từ Sứ mệnh Chuyển hướng Tiểu hành tinh bằng robot, rồi sau đó NASA sẽ các phi hành gia lên vũ trụ và thực hiện các chuyến đi bộ ngoài không gian cùng với hoạt động thu thập các mẫu đá.[8] Sau khi Sứ mệnh Chuyển hướng Tiểu hành tinh[9] đã bị hủy bỏ vào dự án vào tháng 4 năm 2017, một sứ mệnh khác kéo dài 8 ngày đã được đề xuất. Đề xuất đã cho một kế hoạch là họ cho 1 phi hành đoàn có bao gồm khoảng 4 phi hành gia, sẽ được gửi lên trên quỹ đạo theo chiều hướng trở lại tự do quanh Mặt Trăng.[10]

Một đề xuất khác cũng đã được đề xuất vào năm 2017 là sẽ đưa 4 phi hành gia lên con tàu Orion trong một chuyến bay kéo dài khoảng từ 8 đến 21 ngày để quanh xung quanh Mặt Trăng và cũng để cung cấp các thành phần đầu tiên của dự án trạm vũ trụ Lunar Gateway.[11] Vào tháng 3 năm 2018, NASA đã quyết định cho khởi chạy mô-đun đầu tiên cho dự án Lunar Gateway trên các phương tiện phóng thương mại[12] do sự chậm trễ trong việc xây dựng Mobile Launcher cần thiết để có thể tiến hành giai đoạn Exploration Upper Stage một cách mạnh mẽ hơn.[13] Bệ phóng được chọn sẽ là bệ Falcon Heavy.[14]

Vào ngày 11 tháng 2 năm 2023, NASA đã lật lại phần động cơ từ lõi của con tàu Artemis 2 theo hướng nằm ngang, tuyên bố rằng giai đoạn này là một cột mốc quan trọng cuối cùng trước khi ghép phần này với các phần còn lại của con tàu. Vào ngày 20 tháng 3, phần động cơ đã chính thức được ghép với phần tầng lõi của con tàu tại Tòa nhà 103 từ Cơ sở lắp ráp Michoud. NASA dự kiến sẽ hoàn chỉnh thêm động cơ từ bệ lõi và bắt đầu chuyển giao con tàu cho Trung tâm Vũ trụ Kennedy vào mùa hè năm 2023.[15] Nhưng một tháng sau, NASA đã công bố sẽ phải đẩy lùi thời hạn 8 tháng đến cuối mùa thu năm 2023.[16] Những động cơ RS-25 dự kiến sẽ được lắp đặt trên bệ lõi của con tàu ở New Orleans với số sêri E2047, E2059, E2062 và E2063.[17]

Vào ngày 3 tháng 4 năm 2023, NASA đã chính thức công bố về các phi hành đoàn sẽ tham gia sứ mệnh, theo thông tin, phi hành đoàn có tổng cộng là 4 người, trong đó bao gồm 3 phi hành gia người Mỹ và 1 phi hành gia người Canada.[18]