Зонд, как и ожидалось, пролетел в 181 км от кометы на скорости около 10,9 км/с и сделал 122 запланированных снимка, в число которых входят 72 фотографии высокого разрешения. На минимальное расстояние к цели Stardust подошёл 15 февраля в 04:39 по Гринвичу; уже через несколько часов аппарат начал передавать фотографии на Землю.

В июле 2005 года 9P/Темпеля посещал другой зонд, Deep Impact, сбросивший на поверхность кометы 370-килограммовый снаряд. За прошедшее время комета успела совершить один полный оборот по орбите. «Поскольку мы впервые получили возможность «вернуться» на комету после того, как она прошла вокруг Солнца, простое сравнение снимков Deep Impact и Stardust даст, я надеюсь, чрезвычайно интересные результаты, — рассуждает планетолог из Университета Брауна Питер Шульц (Peter Schultz). — Кроме того, нам хотелось бы рассмотреть созданный снарядом кратер. В 2005 году пыль, поднявшаяся при столкновении, скрыла его, и определить точный размер воронки не удалось».

На Stardust, в отличие от Deep Impact, нет высококачественных телескопов, поэтому разрешение новых фотографий (даже упомянутых выше семидесяти двух лучших) будет снижено. Зато у зонда есть масс-спектрометр, с помощью которого учёные планируют оценить состав вещества 9P/Темпеля и сравнить его с данными по комете 81P/Вильда, мимо которой Stardust прошёл в 2004 году.

К сожалению, запасы топлива на аппарате подходят к концу, и отправить его на третье свидание с кометой не получится. Но Stardust’у всё-таки удалось рассмотреть воронку, которую оставил снаряд, выпущенный зондом Deep Impact.