2011年4月1日，嫦娥二號半年設計壽命期滿，既定的六大工程目標和四大科學探測任務圓滿完成。
2011年4月下旬至5月底，開展了補拍月球南北兩極漏拍點和再次對嫦娥三號預選著陸區進行高清晰成像兩項拓展試驗。
2011年6月9日，嫦娥二號受控飛離月球，奔向距地球150萬公裏遠的日地拉格朗日L2點。
2011年8月25日23時27分，經過77天飛行，嫦娥二號在世界上首次實現從月球軌道出發，受控準確進入日地拉格朗日L2點的環繞軌道，標誌著三項拓展試驗圓滿成功。我國成為世界上繼歐空局和美國之後第三個造訪L2點的國家和組織。