Od połowy grudnia 2011 roku do końca kwietnia 2012 roku sonda prowadziła badania z odległości od 170 do 290 km, okrążając Westę w czasie czterech godzin i 21 minut. W tym okresie nastąpiły najbardziej intensywne obserwacje i pomiary. W maju 2012 roku sonda rozpoczęła powolne oddalanie się od planetoidy. Krążyła po torze w kształcie rozwijającej się spirali. Wykorzystując nadal napęd jonowy tak oddaliła się od Westy, że 5 września 2012 o 06:26 UTC sonda opuściła orbitę Westy i poleciała w kierunku Ceres. W tym momencie sonda znajdowała się w odległości 18 500 km od Westy i około 64 mln km od Ceres. Natomiast od Ziemi dystans wynosił 367 mln km.
Badania Ceres Po opuszczeniu Westy we wrześniu 2012 roku sonda skierowała się w trwający trzydzieści miesięcy lot w kierunku Ceres. Lot odbywał się za pomocą napędu jonowego. 13 stycznia 2015 roku wykonała pierwsze zdjęcia nawigacyjne Ceres z odległości 383 000 km. Naukowców zaintrygował biały punkt widoczny na ciemniejszej stronie powierzchni Ceres. W lutym 2015, kiedy sonda zbliżyła się jeszcze bardziej, okazało się, że są to dwa punkty położone obok siebie. Naukowcy przypuszczają, że pod ciemną powierzchnią kryje się olbrzymi ocean lodu. Innym wytłumaczeniem tych białych punktów może być aktywność sejsmiczna.