完成预定飞行任务后，飞船采用升力再入方式返回内蒙古四子王旗的主着陆场。神舟六号载人飞船返回地面需要经历4个阶段：制动飞行阶段、自由滑行阶段、再入大气层阶段、着陆阶段。在此次绕地飞行中，“神舟六号”的轨道舱与返回舱分离后，还将继续在轨飞行六个月时间，进行一系列科学实验。

　　由于第一次的载人航天器神舟五号在太空只飞行了一天，主着陆场的天气变化可及时准确预测，因此未曾启用副着陆场；神舟六号飞船将在太空飞行多天，气象难以准确预测，因此酒泉卫星发射中心的副着陆场将启用作后备着陆地点。为迎接飞船随时可能返回，地面共设置了13个着陆点。除内蒙古四子王旗和酒泉卫星发射中心主、副两个着陆场外，国内外还有11个应急着陆场。着陆场系统包括主、副着陆场分系统，陆上应急搜救分系统，海上应急搜救分系统，通信分系统和航天员医监医保分系统这5个分系统。

　　参与航天员搜救的装备包括：搜索救援直升机、搜索救护直升机、搜索摄录直升机、指挥调度车、航天员医监医保车、工程运输车、航天员运输车、返回舱吊车和小型搜索车。

　　为保证神六和两名太空人安全回家，设计了4把巨型降落伞。返回舱在降落过程中，至少要先后打开引导伞、减速伞、主伞共3把伞，如果有必要，还要打开第4把备份伞。太空船返回舱降落伞能否顺利打开，直接关系着回收的成败。主伞不能一下子全部打开，否则会被高速气流吹破，返回舱也会被摔烂。太空船落地后也并非万事大吉，如果巨大降落伞被风吹鼓，就可能拖着返回舱快速滚动。为保证安全，返回舱落地一刹那间，太空人发出指令，舱上的切割器会切断伞绳吊带，让降落伞独自飘落，保证返回舱不被伞拖走。

　　另外，根据神舟五号太空人杨利伟提出的意见，为使神舟六号着陆时对太空人的冲击降至最小，舱内太空人的座椅还首次安装了「赋形减震坐垫」——根据太空人形体不同特征量体制造的吸能座垫，可在发生撞击瞬间迅速分散人体的应力，避免人体损伤。

　　在2005年10月17日凌晨3时44分，太空船轨道舱与返回舱成功分离，并在3时45分，飞船的发动机成功点火，开始回航。在4时07分飞船推进舱与返回舱成功分离，返回舱自行重返地球。

　　在着陆期间，在四子王旗主着陆场的夜空一直有一个光点，仿如流星划过夜空。返回舱在4时13分经过大气层时，产生高温，形成通讯黑障区，一度暂停与控制中心联络，长达3分钟。在4时20分，返回舱打开主降落伞，在四子王旗主着陆场慢慢降落，在4时33分返回舱成功降落，2名太空人费俊龙、聂海胜并向控制中心报平安，控制中心工作人员鼓掌庆祝。在约半小时后，搜救直升机首先发现返回舱，实际着陆地点较预计相差仅1公里。工作人员打开返回舱门后，医疗人员为2名太空人检查身体，并建议2人可以自行出舱。

　　与神舟五号太空人杨利伟不同，费俊龙首先穿着太空衣，自行爬出返回舱，向现场工作人员招手。聂海胜亦爬出舱门，走下铁梯。2人坐在椅子上，接受工作人员献花，并感谢大家的关心及热爱，费俊龙表示，这次太空之旅非常顺利，他们在太空舱内的工作及生活很好，现在身体状况不错。2名太空人在太空逗留了115.5小时，是神舟五号太空船飞行时间的5倍多，创造中国人在太空逗留最长的时间，圆满结束中国首次「多人多天」特点的太空旅程。费俊龙及聂海胜重返地面后，被直升机接走，跟着由专机送返北京，暂时被隔离14天。