下午1点33分，神舟七号返回舱门关闭，航天员出舱执行太空行走任务开始。随后翟志刚和刘伯明两人开始穿舱外航天服，3点20分左右，两人全副武装，其中担任出舱任务的翟志刚身着中国制“飞天”舱外航天服，刘伯明则身着俄制“海鹰”舱外航天服。

　　3点40分，两人将舱外航天服逐步加压，而轨道舱则慢慢泄压，直至逐步接近真空状态。4点16分，北京航天飞控中心发出出站指令。差不多同时，轨道舱第一次泄压完毕，舱内气压由一个标准大气压降至七十千帕，当舱内气压降至两千帕时可满足航天员出舱条件。

　　4点33分，北京飞控中心发出指令：“神舟七号，打开轨道舱门，按程序启动出舱”。

翟志刚踏出一小步，为中国实现太空行走的梦想。

　　在刘伯明的帮助下，翟志刚一只手固定身体，一只手将轨道舱门解锁，缓缓打开舱门，整个开门过程持续十多分钟。

　　4点44分，翟志刚开始出舱进入太空，他向地面报告：“神舟七号已出舱，身体感觉良好，向全国人民,向全世界人民问候。” 洁白的航天服上，鲜艳的中国五星红旗格外醒目。

　　4点48分，翟志刚在太空迈出第一步，中国人的第一次太空行走开始了。刘伯明上身出舱，递给翟志刚一面五星红旗，翟志刚向着镜头挥动，指控大厅里掌声雷动。

　　中新社报道，在翟志刚的太空行走过程中，身上始终有两条安全系绳与母船相连，每一步操作之前，他都要先在舱壁的扶手上固定好安全系绳的挂钩，一根固定好了，另一根才能改变位置。

　　经过十分钟的太空漫步后，4点58分，北京航天飞控中心发出指令：“神舟七号，返回到轨道舱”。

　　4点59分，翟志刚结束太空行走，返回轨道舱。