基本方案确定下来之后，航天飞机工程就快马加鞭的运行了起来。
事实上，当时除了轨道与重返大气层飞行器，也就是狭义上的航天飞机需要从头研制之外，其他的配套系统几乎都是现成的。比如航天飞机使用的液氢液氧火箭发动机就来自载人登月的运载火箭。至于固体燃料助推火箭，则是由中国空军在六零年代末投资研制的大型洲际弹道导弹发展而来。
一九七九年，中国的第一架航天飞机，“星宿”号面世。
当年年底，“星宿”号就进行了大气层内的第一次滑翔飞行。随后，其他技术与工程测试也紧锣密鼓的展开了。
事实上，“星宿”号并不是第一架完成了外层空间飞行的航天飞机。
从一开始，“星宿”号就被定性为试验样品，即主要用于试验测试，在完成了各种新技术的验证之后就将寿终正寝。
只是，“星宿”号是唯一保留下来的航天飞机。
“星宿”号的测试工作持续到一九八一年，随后被移交给了中国航空航天博物馆，并且成为了镇馆之宝。
同一年，“猎户座”号航天飞机制成。
一九八二年三月二十四日，“猎户座”号载着五名航天员与一枚科学试验卫星，在台湾的玉里航天中心发射升空。
可以说，这是自载人登月工程之后，人类在航天领域迈出的一大步。
此后，中国相继制造了“射手座”号、“天鹅座”号、“狮子座”号与“仙女座”号等四架航天飞机。在接下来的二十多年里，这五架航天飞机承担了中国航天发射工作的八成，而中国也因此几乎废弃了所有大型运载火箭的研制工作，把重点放在了航天飞机上，也因此成为了载人航天头号强国。
这五架航天飞机大同小异，基本上没有差别。
正常情况下，每架航天飞机一次能够运载七名宇航员与二十四吨货物，轨道运行周期在十五天以内。
在航天飞机正式投入运作之后，那些之前支持该项目的国民议会议员才发现，航天飞机并不比运载火箭省钱，反而是烧钱的大户。虽然航天飞机名义上能够重复使用，但是每次发射之后都需要进行极为严格、全面的维护与检查，而且其使用的火箭发动机最多只能使用二十次，助推火箭只能工作十五次，所以航天飞机的实际运营成本比起一次性使用的运载火箭高得多。
也正是如此，中国才不得不在八零与九零年代，把大量航天发射项目移交给其他国家。
此外，航天飞机的安全性也受到了严重质疑。
到二零一二年，“狮子座”号完成了最后一次飞行，航天飞机的时代宣告落幕时，已有三架航天飞机坠毁，“射手座”号在一九八八年四月十四日，于发射后一分五十六秒在西太平洋上空爆炸；“仙女座”号在一九九七年七月二十八日返回时，因隔热板脱落在再入大气层时烧毁；“猎户座”号在二零零六年二月二十二日，同样因为隔热板脱落在返回大气层时燃烧坠毁。
巨额的运营费用，加上过低的安全性，使得中国不得不放弃航天飞机。
当然，在航天飞机问世的那个年代，并没有人认识到这些问题，而且航天飞机的重大价值，并不再于其使用次数。
从根本上讲，航天飞机是中国“国家战略防御系统”组成部分。