而上升器在完成月样密封后，启动发动机与着陆器脱钩，飞升到距月表200千米的环月轨道，与轨道器自动完成交会对接，然后将封装好的月球物质转移到返回舱，上升器的任务就完成了，与轨道器脱钩，最终或飘在太空或坠毁在月球上。返回器是整个嫦娥五号工程的最终结晶，长征五号遥五火箭发射重量870吨，最终，99.9%的物质都消融抛弃在太空、月球或地球大气层烧毁，只有这个不到0.1%的返回器回到地球，而这个返回器的返回就是为了送回约2kg“月球宝贝”。
因此返回器返回也是一个非常关键而最后的任务，前面做的所有过程都只是铺垫，都是为了最后这2kg。这次返回将采取“半弹道弹跳式返回的方式”，俗话就是“打水漂”方式。这里特别介绍一些返回器是怎么“打水漂”。轨道器带着返回器以11km/s到达地球后，就不像到达月球后采取刹车方式被引力捕获了，而是直接抛出返回器，让其撞入大气层，利用大气层阻力来减速。
具体是返回器到达地球后就与轨道器分离，然后返回器会以约11km/s的速度冲入大气层，由于角度和速度问题，很快就会被大气层反弹起来，就像在快速斜着向水中抛瓦片，瓦片就会在水面上弹跳。这样，通过大气层的阻力，第一次弹跳后速度就从第二宇宙速度降低到第一宇宙速度以下，这时，弹跳到一定高度的返回器在地球引力作用下，以约7.5km/s的速度再入大气层，以自由落体的方式降落。
这样的速度就和以往多次航天返回装置回收差不多了，地控人员就有了足够经验应对了。嫦娥五号返回器经过大气层摩擦剧烈燃烧，经历约7分钟黑障时期（就是什么信息也接收不到），速度渐渐慢下来，在约10千米高空打开降落伞，落地点选择在内蒙古大草原上。为什么采用“打水漂”方式回归？这是一次大胆尝试，因为采用弹道弹跳式返回最大的好处就是不需要巨大的刹车燃料消耗。
要知道航天活动每增加一点重量都会让发射成本成倍增加，如果采取保险的减速式返回，嫦娥五号探测器总体重量就远远不止8.2吨了。但采取这种弹跳式“打水漂”方式，要求技术控制非常高，如果角度稍有差池，就会出现两种可能，一种是进入大气层时角度过小，返回器弹跳起来就飞跑了，一去不复返再也回不来了，永远的停留在太空；还有一种就是角度过大，一头以高速栽进大气层，就像跳水运动员跳水一样钻入水中弹不起来，这样，返回器由于速度太高，高温过载无法保证返回舱和样品安全。
这两个失误都会导致前功尽弃功亏一篑，准备多年花费巨大的工程在最后时刻以失败告终。还有就是这种方式要检验返回舱的承受冲击力和高温能力。航天科技集团嫦娥五号返回器副主任设计师刘大海介绍，返回器采用了蜂窝结构的防热层，约20毫米厚，里面填充的都是新型耐烧蚀材料。同时，在耐高温发动机以及推进剂控制方面，也进行了创新。
