乘组与发射准备
2007年4月7日（公历），联盟TMA-10从哈萨克斯坦拜科努尔发射场升空，运送国际空间站第15长期乘组的两名成员和一名短期访客。费奥多尔·尤尔奇欣（Fyodor Yurchikhin）担任长期乘组指令长；奥列格·科托夫（Oleg Kotov）担任飞船指令长和空间站飞行工程师。同飞的美国软件业人士查尔斯·西蒙尼（Charles Simonyi），依据与俄罗斯联邦航天局的合同参加飞行。
尤尔奇欣有能源火箭航天公司工程工作和航天飞机飞行经历，科托夫则是加加林宇航员训练中心的医生与宇航员。发射前，美国国家航空航天局（NASA）与俄罗斯联邦航天局的联合专家委员会在3月12—14日听取乘组训练、飞船状态、莫斯科与休斯敦飞控准备等报告。3月22日的会议记录认为乘组已完成训练，并把拜科努尔的最后检查列为飞船发射准备的后续步骤。
留驻空间站的返回飞船
TMA-10承担运输任务，到站后还要留下，作为驻站人员必要时撤离的救生飞船。联盟TMA型由轨道舱、返回舱和仪器推进舱组成：轨道舱提供自由飞行期间的活动空间和对接通道，推进系统负责轨道机动与离轨制动，乘员在发射和着陆时坐在返回舱内。
只有返回舱随乘员回到地面。它装有降落伞、着陆火箭和按个人体形制作的座椅衬垫；由航天飞机送来的驻站人员，也须把自己的衬垫转入联盟飞船。TMA型扩大了可容纳乘员的身高、体重范围，并采用改进的显示装置和着陆系统。相关座椅、缓冲装置与返回舱结构经过地面跌落试验，着陆系统还经过空投试验。
参考：[1]
两天飞行与人员交接
4月7日17时31分，运载火箭将TMA-10送上升空轨迹；不到十分钟，飞船进入轨道，展开天线和太阳能电池翼。本文时刻均采用协调世界时（UTC）。经过约两天独立飞行，TMA-10于4月9日19时10分与空间站曙光号舱朝向地球的对接口连接。
到站时，第14长期乘组仍在站内，苏尼塔·威廉姆斯（Sunita Williams）也已驻站数月。她留在空间站，参与新乘组工作。4月21日，西蒙尼与迈克尔·洛佩兹-阿莱格里亚、米哈伊尔·秋林一起返回地球；原定前一日的着陆因地面潮湿、可能影响直升机行动而推迟，调整后使用更南的着陆区。尤尔奇欣与科托夫继续留站。
参考：[3]
实验、样本与设备维护
驻站科研依靠地面团队安排设备、时间和通信。NASA位于亨茨维尔马歇尔航天飞行中心的载荷运行中心，汇集美国各实验支持中心的计划，再与休斯敦的空间站控制团队协调；研究者通过语音和数据链路与乘员配合。
NASA的6月29日状态报告留下了具体工作记录。尤尔奇欣和科托夫在“Profilaktika”实验上工作两个多小时，研究减轻长期失重影响的措施；尤尔奇欣还操作“Matryoshka”辐射探测实验。科托夫用万用表检查星辰号服务舱计算机系统的电阻，两人随后更换曙光号舱的电流转换装置。
这时第三名驻站成员已换成克莱顿·安德森（Clayton Anderson）。他于6月10日随“亚特兰蒂斯”号航天飞机到站，威廉姆斯则于6月22日乘该机回到地面。安德森采集血液和尿液样本，记录饮食，参加长期飞行的营养研究。乘组轮换、样本采集和维修工作共同构成了TMA-10留驻期间的日常活动。
为下一乘组腾出对接口
9月27日，乘员进入TMA-10，进行一次约27分钟的换泊。科托夫操纵飞船于19时20分离开曙光号舱，19时47分重新对接星辰号服务舱尾部，莫斯科的俄罗斯飞控人员监督了这次操作。
换泊腾出了曙光号朝地对接口，以接待即将到来的第16长期乘组。TMA-10没有在这一天返回地球，而是继续停靠，等待人员交接和10月的返航。
指挥权交接与弹道再入
10月19日，尤尔奇欣向佩吉·惠特森率领的第16长期乘组交接空间站指挥权。两天后的7时14分左右，TMA-10脱离空间站，10时36分在哈萨克斯坦草原着陆。从发射到着陆，飞船的这次任务接近197天。
返航的第三个座位属于马来西亚的谢赫·穆扎法尔·舒库尔（Sheikh Muszaphar Shukor）。他此前随第16长期乘组于10月12日到站，这次与尤尔奇欣、科托夫一同回家；安德森继续留站。发射与返回乘员由此并非同一名单。
TMA-10的返回出现了弹道再入异常。NASA安全与任务保证办公室评估组在2010年的回顾中，将其列为返回舱与仪器服务舱分离失败的案例。