Утром 12 сентября 1959 года с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты-носителя «Восток-Л», которая вывела на траекторию полета к Луне автоматическую межпланетную станцию «Луна-2».
14 сентября 1959 года АМС впервые в мире достигла поверхности Луны, совершив жесткую посадку в районе Моря Дождей вблизи кратеров Аристилл, Архимед и Автолик. Момент «встречи» с Луной зарегистрировали отечественные и зарубежные обсерватории, было даже сфотографировано поднявшееся пылевое облако.
Внутри аппарата был размещён металлический шар, состоящий из пятигранников-вымпелов с гербом СССР. По замыслу конструкторов, при ударе о лунную поверхность этот шар разлетелся на десятки вымпелов.
Корпус станции «Луна-2» состоял из двух металлических полушарий. На одном из полушарий были размещены четыре штыревые антенны радиопередатчика, работавшего на частоте 183.6 МГц.
Аппарат не имел собственной двигательной установки. Из научного оборудования на нём были установлены сцинтилляционные счётчики, счётчики Гейгера, магнитометры, детекторы микрометеоритов. Одним из основных научных достижений миссии было прямое измерение солнечного ветра.
Телеметрические сигналы приборов были приняты успешно, однако сигналы магнитометров не показывали величины магнитного поля Луны. Так совершилось это первое открытие, определившее Луну как немагнитное космическое тело.
