Когда космический аппарат OSIRIS-REx приблизится к Земле, он не замедлит скорость перед сбросом образца. Вместо этого, когда он будет находиться на расстоянии около 102 000 километров над поверхностью Земли — примерно треть расстояния от Земли до Луны, операторы на земле отправят сигнал на запуск капсулы и она начнёт свой путь в атмосферу. Через 20 минут после сброса аппарат запустит двигатели для отклонения от Земли и отправится к астероиду Апофис, где продолжит исследование нашей солнечной системы под новым названием OSIRIS-APEX.
Тем временем, после четырёхчасового путешествия в космосе, капсула проникнет в атмосферу Земли, развивая скорость около 44 500 км/ч. При такой скорости земная атмосфера создаст достаточно тепла, чтобы окружить капсулу образца раскалённым огненным шаром. Защитный щит поможет поддерживать температуру внутри капсулы на уровне, близком к температуре поверхности астероида Бенну.
Парашюты обеспечат капсуле безопасную скорость посадки. Сначала развернётся парашют, созданный для перехода к дозвуковым скоростям, — примерно через 2 минуты после входа капсулы в атмосферу. Через шесть минут — на высоте около 1,6 километра над пустыней — развернётся главный парашют, который доставит капсулу до финишной точки на территории военного полигона.
Примерно за 20 минут до посадки капсулы команда по розыску отправится на четырёх вертолётах в пустыню. Инфракрасный датчик капсулы будет отслеживаться тепловыми приборами до тех пор, пока её не станет видно оптическим приборам, что даст команде поиска возможность проследить путь капсулы. Целью команды поиска является как можно более быстрое извлечение капсулы, чтобы избежать загрязнения образца средой Земли.
Всего через 13 минут после входа в атмосферу, капсула впервые за семь лет окажется на Земле, ожидая прибытия команды для её извлечения.
После обнаружения и упаковки для перевозки капсула будет доставлена на вертолётной тросовой системе во временную чистую комнату на военном полигоне, где она пройдёт первичную обработку и разборку для последующего перевоза самолётом в Центр космических полётов им. Джонсона NASA в Хьюстоне, где образец будет задокументирован и распределён для анализа учёными по всему миру.