Tidak lama setelah diluncurkan pada tahun 2003, Hayabusa harus menghadapi suar surya (solar flare) terbesar yang pernah terjadi. Saat itu matahari melepaskan energi yang sangat besar ke luar angkasa. Suar "menembakkan" awan elektron, ion, dan atom melewati korona menuju angkasa. Akibat radiasi yang dihasilkan suar surya tersebut, panel surya milik Hayabusa rusak, mengurangi pasokan energi ke mesin.
Meskipun demikian, Hayabusa tetap berhasil tiba di asteroid Itokata, asteroid selebar 500 meter dan berbentuk seperti kentang, pada tahun 2005. Ketibaan di asteroid tipe S tersebut terlambat dua bulan dari jadwal.
Saat mendekat ke asteroid, Hayabusa semestinya menjatuhkan robot kecil untuk mendarat di permukaan asteroid. Sayangnya, saat pelepasan robot, sistem penghitungan jarak menyebabkan Hayabusa menjauh dari asteroid. Robot tidak berhasil dijatuhkan ke asteroid dan melayang-layang di angkasa.
Pengendali misi Hayabusa akhirnya tetap mendarat di asteroid. Akan tetapi, alat yang seharusnya mengumpulkan debu di asteroid gagal bekerja dan alat yang seharusnya menembak debu di asteroid agar terangkat dan dikumpulkan oleh pengumpul debu gagal menjalankan tugas.
Badan antariksa Jepang JAXA tetap optimis. Misi Hayabusa tetap dilanjutkan. Pesawat tersebut dibawa pulang dengan harapan membawa debu yang terselip di badan pesawat.
Meskipun harus menghadapi masalah lain lagi--termasuk kebocoran bahan bakar, gagalnya alat pendorong, serta putusnya komunikasi--Hayabusa berhasil kembali ke Bumi pada 13 juni 2010, 3 tahun terlambat dari jadwal. Pesawat terbakar di atmosfer di atas Australia dan kapsul pembawa sampel berhasil mendarat dengan selamat. Berita yang paling menggembirakan: kapsul benar-benar mengandung partikel debu dari asteroid Itokawa.
Setahun setelah itu, Guiness World Records memberikan penghargaan kepada Hayabusa yang menempuh 6 miliar mil dalam perjalanan 7 tahun.
