2011年4月1日，嫦娥二号半年设计寿命期满，既定的六大工程目标和四大科学探测任务圆满完成。
2011年4月下旬至5月底，开展了补拍月球南北两极漏拍点和再次对嫦娥三号预选着陆区进行高清晰成像两项拓展试验。
2011年6月9日，嫦娥二号受控飞离月球，奔向距地球150万公里远的日地拉格朗日L2点。
2011年8月25日23时27分，经过77天飞行，嫦娥二号在世界上首次实现从月球轨道出发，受控准确进入日地拉格朗日L2点的环绕轨道，标志着三项拓展试验圆满成功。我国成为世界上继欧空局和美国之后第三个造访L2点的国家和组织。