ロゼッタの6億5400万km（4億600万マイル）の巡航には、重力を利用した地球のフライバイが3回（2005年、2007年、2009年）と、地球のフライバイが1回ありました。 ロゼッタは、2005年、2007年、2009年に地球を3回、2007年に火星を1回通過し、2008年にはステインズ、2010年にはルーテシアという小惑星を通過しました。 2014年8月6日に彗星を周回する軌道に入り、11月12日には100kgの探査機フィラエ（ロゼッタストーンの解読に役立ったオベリスクが発見されたナイル川の島にちなんで命名）を展開しました。

「フィラエ」は、7時間かけて彗星表面に降下しました。 この着陸機は、2本の銛を発射し、脚にある3本の氷のネジを使って彗星の表面に固定する予定でした。 しかし、モリは発射されなかった。 フィラエは彗星から1kmの高さまで跳ね返され、さらに跳ね返された後、2本の脚だけが地表に出て、崖の上でほぼ横向きになった不安定な状態になった。 また、彗星の自転周期12.4時間のうち11時間近くが影になっていたため、当初は太陽電池パネルからバッテリーを充電することができなかった。 また、化学分析用のサンプルを採取するためのドリルや、移動する機器の使用は、フィラエが逆さまになってしまうため、当初は敬遠されていました。 しかし、フィラエに搭載された6台のパノラマカメラと、有機分子を検出するドリルを含むその他の機器は、着陸機のバッテリーが消耗する前に、いくつかのデータを地球に返すことができました。

ロゼッタはチュリュモフ・ゲラシメンコ彗星を2年以上にわたって周回しましたが、2016年9月30日に彗星に制御された状態で衝突し、ミッションが終了しました。 ロゼッタが発見した彗星の多くの特徴は、科学者たちを驚かせました。 彗星には、2つの小さな彗星が衝突して結合した結果、二重になった「ゴムアヒル」のような構造がありました。 また、ロゼッタは、彗星で初めて分子状酸素を検出しました。分子状酸素は強い反応性を持っていますが、彗星が形成されたときに含まれていた可能性があります。