這次使用的 Atlas V 火箭屬於 411 構型，代表：
4 (整流罩直徑 4 米)
1 (使用 1 具 SRB 固態火箭加力器)
1 (第 2 節使用 1 具 RL-10 火箭引擎)
OSIRIS-REx 預計 2018 年 8 月底達小行星 Bennu，先進行各項觀測作業，然後在 2020 年 7 月採集表面樣本，2021 年 9 月開始返回地球，最後在 2023 年彈出小行星樣本大氣重返艙送回樣本，探測船本體則將永遠飛離地球。
發射前 10 秒到第 1 節火箭關機 現場實況 (Source: NASA)
發射的主要序列如下：
(從實況影片中解出，與實際可能有些許差異)
-2 秒：RD-180 主引擎點火
0 秒：SRB 固態火箭加力器點火，火箭升空
54 秒：RD-180 主引擎降低推力
59 秒：速度達到 1 馬赫
1 分 10 秒：最大氣動壓力點 (火箭受到空氣阻力最大的時刻)
1 分 16 秒：RD-180 主引擎恢復全推力
1 分 32 秒：達到高度 23 公里、距發射台 14 公里遠、速度每小時 4000 公里
2 分 10 秒：火箭重量減輕至發射重量的 50%
2 分 19 秒：SRB 固態火箭加力器脫離
2 分 53 秒：達到高度 64 公里、距發射台 121 公里遠、速度每小時 9637 公里
3 分 22 秒：火箭重量減輕至發射重量的 25%
4 分 05 秒：RD-180 主引擎關機
4 分 09 秒：第 1 節火箭脫離
4 分 12 秒：第 2 節火箭第 1 次點火
4 分 29 秒：整流罩脫離
12 分 38 秒：第 2 節火箭第 1 次關機，進入遠地點 252 公里高、近地點 140 公里高的軌道
37 分 23 秒：第 2 火箭第 2 次點火 (馬達加斯加島上方)
44 分 10 秒：第 2 節火箭第 2 次關機，進入飛離地球軌道
59 分 05 秒：OSIRIS-REx 分離
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| RD-180 點火 (Source: NASA) |
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| 發射升空 (Source: NASA) |
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| 爬升 (Source: NASA) |
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| SRB 脫離 (Source: NASA) |
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| 第 1 節火箭脫離 (Source: NASA) |
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| 整流罩脫離 (Source: NASA) |
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| 第 2 節火箭第 1 次關機前 (Source: NASA) |
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| 第 2 節火箭第 2 次點火 (Source: NASA) |
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| OSIRIS-REx 分離前 (Source: NASA) |
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