Thiên Cung 1 ban đầu được dự kiến phóng vào tháng 8 năm 2011, và đã được vận chuyển đến Trung tâm Phóng vệ tinh Tửu Tuyền vào ngày 23 tháng 7, và đã hoàn thành một cuộc thử nghiệm khởi động vào ngày 17 tháng 8.[12] Tuy nhiên, sau thất bại của tên lửa Trường Chinh 2C vào tháng 8 năm 2011, việc phóng trạm đã được hoàn lại. Sau một nghiên cứu vào tháng 8,[6][13] việc phóng Thiên Cung 1 lên không gian đã được dời lại vào cuối tháng 9 năm 2011,[14] một phần cũng đề gần hơn với ngày quốc khánh Trung Quốc 1 tháng 10.[15] Thiên Cung 1 cuối cùng đã được phóng thành công vào 13:16 Giờ quốc tế (21:16 giờ TQ) vào ngày 29 tháng 9 năm, 2011.[12] Truyền hình Trung ương Trung Quốc phát sóng về vụ phóng này cùng với nhạc nền là bài hát ái quốc Mỹ, America the Beautiful nhưng sau đó họ không đưa ra lời giải thích nào vì sao họ chọn nhạc nền này.[16]