Au cours de son odyssée de 163 jours, Venus Express va parcourir quelque 400 millions de kilomètres à la vitesse moyenne de 28 kilomètres par seconde par rapport au Soleil. Après une période initiale de mise en service, la sonde passera en régime de croisière sans qu'il soit prévu aucune opération spécifique, hormis les contrôles de routine de ses sous-systèmes et de ses instruments scientifiques et, éventuellement, quelques corrections minimes de trajectoire.

Le suspens reprendra vers le 6 avril 2006, au terme de la phase de croisière, lorsque la sonde devra effectuer une délicate manouvre de freinage pour être capturée par l'orbite vénusienne. L'énergie nécessaire à l'insertion sur l'orbite de Vénus est considérable et nécessite que le moteur principal fonctionne pendant environ 51 minutes.

Cette manouvre placera la sonde sur une orbite de capture fortement elliptique dont le périastre (point le plus proche de la surface de Vénus) se situe à 250 kilomètres du pôle nord, et l'apoastre (point le plus éloigné de la surface de Vénus) à environ 350 000 kilomètres du pôle sud.

Au terme de cette période initiale de 10 jours sur l'orbite de capture, Venus Express allumera de nouveau son moteur principal et six jours plus tard, après une série de petites manouvres orbitales, la sonde sera injectée sur son orbite opérationnelle définitive : une orbite polaire elliptique parcourue en 24 heures qui la fera s'approcher jusqu'à une distance de 250 kilomètres de Vénus et s'en éloigner jusqu'à 66 000 kilomètres.

L'orbite de capture pourrait déjà permettre de procéder aux premières observations scientifiques, mais la phase scientifique nominale ne commencera que le 4 juillet 2006, après la mise en service de la sonde et des instruments embarqués.

Les sept instruments à bord de Venus Express constituent un ensemble de diagnostic sans précédent, conçu pour étudier l'atmosphère épaisse et énigmatique de Vénus, une atmosphère si dense et si intimement liée à la surface de la planète que son étude nous fournira des clés pour découvrir les caractéristiques, l'état et l'évolution de l'ensemble de cette planète.