วันพฤหัสบดีที่ 12 กันยายน เวลา 6:12 a.m. ET (17:12 น. ในประเทศไทย) นักบินอวกาศจากภารกิจ Polaris Dawn ของเอกชน 4 คน ได้เปิดประตูของแคปซูลอวกาศ SpaceX Dragon จากนั้นก็มีนักบินอวกาศ 2 คนได้ปฏิบัติการเดินในอวกาศที่ระดับความสูงประมาณ 700 กิโลเมตร ด้วยการสวมชุดอวกาศที่ผลิตโดย SpaceX ซึ่งนับว่าเป็นการเดินในอวกาศครั้งแรกโดยนักบินอวกาศเอกชน
ในระหว่างทำภารกิจนักบินอวกาศทั้ง 4 ต้องสวมชุดอวกาศแบบเดียวกัน เนื่องจากแคปซูลอวกาศ Dragon ไม่มีส่วนของ Airlock หรือห้องขนาดเล็กที่ป้องกันแรงกดอากาศเพื่อใช้เคลื่อนย้ายมนุษย์หรืออุปกรณ์สำคัญในอวกาศ ดังนั้นจึงต้องมีการลดความดันอากาศภายในยานทั้งลำ
ส่วนใหญ่การเดินในอวกาศที่เป็นสุญญากาศจะกระทำโดยนักบินอวกาศของรัฐบาล ซึ่งจะออกไปซ่อมแซมหรือทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์ภายนอกยานหรือสถานีอวกาศ โดยปกติแล้วนักบินอวกาศของนาซาจะใช้เวลาเดินในอวกาศนานประมาณ 5 – 8 ชั่วโมง
การเดินในอวกาศเริ่มต้นด้วยผู้บัญชาการภารกิจ จาเร็ด ไอแซกมัน (Jared Isaacman) เป็นคนแรกที่เดินออกจากแคปซูล Dragon และไอแซกมันได้กล่าวว่า “เมื่อกลับถึงบ้าน เราทุกคนมีงานต้องทำมากมาย แต่จากที่นี่ ดูเหมือนว่าโลกจะสมบูรณ์แบบ”
ชุดอวกาศที่ออกแบบโดยสเปซเอ็กซ์ มีขนาดเล็กและเบากว่าของนาซาที่มีระบบช่วยชีวิตขนาดใหญ่สะพายอยู่ด้านหลัง ส่วนระบบช่วยชีวิตของสเปซเอ็กซ์จะมีการควบคุมความดันและจ่ายออกซิเจน ผ่านสายสะดือที่เชื่อมต่อกับยานยาว 12 ฟุต และความสำเร็จนี้จะถูกนำไปปรับใช้สำหรับภารกิจบินไปยังดวงจันทร์และดาวอังคารต่อไป ซึ่งเดือนพฤษภาคมที่ผ่านมา สเปซเอ็กซ์เผยว่าในอนาคตหากมีการไปตั้งฐานบนดวงจันทร์และดาวอังคารก็จำเป็นจะต้องผลิตชุดอวกาศออกมาหลายล้านชุด
หลังจากที่ไอแซกมันกลับเข้ามาในแคปซูล จากนั้นนักบินอวกาศคนที่ 2 คือ ซารา กิลิส (Sarah Gillis) หัวหน้าวิศวกรฝ่ายปฏิบัติการของสเปซเอ็กซ์ ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านภารกิจก็ได้ออกไปเดินในอวกาศ ส่วนนักบินอวกาศที่เหลืออีก 2 คน คือ สกอตต์ โพทีต (Scott Poteet) ทำหน้าที่เป็นนักบิน และแอนนา เมนอน (Anna Menon) เป็นเจ้าหน้าที่การแพทย์ ก็ได้ทำหน้าที่คอยติดตามความคืบหน้าของภารกิจอย่างระมัดระวัง และเมื่อกิลิสกลับเข้ามาในแคปซูลก็ได้มีการเพิ่มแรงดันอากาศตามปกติ ซึ่งรวมเวลาทำภารกิจทั้งหมด 1 ชั่วโมง 46 นาที
สเปซเอ็กซ์ได้ปล่อยแคปซูล Dragon ที่ขนส่ง 4 นักบินอวกาศไปสู่วงโคจรเพื่อทำภารกิจ Polaris Dawn เมื่อวันอังคารที่ 10 กันยายน ซึ่งก็ได้เดินทางไปไกลถึงระดับความสูง 1,400 กิโลเมตร สูงกว่าภารกิจใด ๆ ที่แคปซูล Dragon เคยบินไป และเป็นระดับสูงสุดของภารกิจที่มีมนุษย์นั่งโดยสารไปในยาน นับตั้งแต่ภารกิจอะพอลโล 17 เดินทางไปยังดวงจันทร์ เมื่อเดือนธันวาคม 1972 เพื่อศึกษาผลกระทบจากรังสีในอวกาศต่อสุขภาพมนุษย์
หลังจากเสร็จสิ้น 2 ภารกิจไปแล้ว ต่อไปนักบินอวกาศจะใช้เวลาที่เหลือทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์อีกหลายอย่าง และทดสอบการสื่อสารด้วยระบบเลเซอร์ระหว่างแคปซูลอวกาศกับดาวเทียม Starlink ที่อยู่ในอวกาศ และคาดว่าแคปซูล Dragon จะเดินทางกลับสู่โลกในเช้าวันอาทิตย์โดยการลงจอดทางน้ำที่มหาสมุทรนอกชายฝั่งฟลอริดา
