11 kg było przewidziane w Kazachstanie w połowie 2014 roku.
Sam lądownik sondy Fobos-Grunt miał pozostać na Fobosie by dalej prowadzić badania powierzchni Marsa, jej zapylenia oraz pola magnetycznego, a także dynamiki zmian atmosferycznych i sezonowych zmian klimatu Marsa.
8 listopada 2011 roku nastąpił start sondy z kosmodromu Bajkonur.
Po odłączeniu od drugiego stopnia rakiety nośnej Zenit-2SB, które nastąpiło 11 minut po starcie, sonda weszła na okołoziemską orbitę parkingową o parametrach 206 km × 341 km × 51,4°. Pod koniec pierwszej orbity Fobos-Grunt przesłał do stacji naziemnej telemetrię potwierdzającą rozłożenie paneli ogniw słonecznych i prawidłowy stan urządzeń pokładowych. Następnie sonda miała wykonać wcześniej zaprogramowaną sekwencję dwukrotnego odpalenia silnika członu napędowego, co wprowadziłoby ją na trajektorię prowadzącą do Marsa. Fobos-Grunt nie wykonał jednak żadnego z tych manewrów, nie nawiązał ponownie łączności i nie odpowiadał na przekazywane do niego komendy. Dopiero 22 i 23 listopada stacja śledzenia lotu satelitów w australijskim Perth (należąca do Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA)) odebrała sygnały z nadajnika sondy. Kolejne próby odbioru telemetrii oraz wysłania komend przywracających kontrolę nad sondą zakończyły się niepowodzeniem.