스페이스X의 온라인 생중계 영상에 따르면, 스타십은 미 중부 시간으로 27일 오후 6시 36분(한국시간 28일 오전 8시 36분)에 발사됐다. 발사 직전 카운트다운 40초를 남기고 진행이 일시 중단된 뒤 예정된 시각보다 6분 지연되어 발사되는 등 시작부터 불안한 모습을 보였다.
이번 9차 시험비행은 발사 후 약 3분 만에 스타십 발사체의 1단부인 로켓 부스터와 2단부 우주선이 분리되고, 우주선이 지구궤도 비행을 마친 뒤 약 67분 만에 인도양 해상에 낙하할 예정이었다. 특히 이번 비행에서는 지난 7차 시험비행에서 온전히 회수된 1단 로켓 부스터 '슈퍼헤비'를 재사용하여 재사용 가능성을 검증하는 중요한 단계였다. 또한, 스페이스X 측은 최근 두 차례의 비행 실패에서 노출된 문제점을 개선하고 여러 하드웨어 변경을 적용했다고 밝히며 성공에 대한 기대를 높였다. 이와 함께 스타십 비행 중 차세대 '스타링크' 위성과 비슷한 크기의 모형 위성 8개를 궤도에 배치하는 실험도 시도될 예정이었다.
그러나 비행 중 스타십 우주선은 자세 제어 기능을 상실했고, 결국 교신이 끊어지면서 공중에서 사라졌다. 스페이스X 측은 공식적인 실패 원인을 아직 발표하지 않았으나, 이전 시험 비행 실패 사례를 볼 때 연료 누출이나 시스템 오류 등이 원인일 가능성이 제기된다.
스페이스X는 2023년 4월부터 스타십 무인 상태로 지구궤도 시험비행을 시도해왔다. 그간 8차례의 시도 중 절반 가량은 목표 궤도 비행에 성공했지만, 나머지 절반은 실패로 돌아가며 화성 탐사 우주선 개발에 난항을 겪고 있다. 일론 머스크는 이번 시험비행이 끝난 뒤 "생명체를 다중 행성으로 만들기 위한 스페이스X의 계획"이라는 제목으로 스페이스X 직원들에게 자신의 최신 구상을 전달할 예정이라고 소셜미디어 X(옛 트위터)를 통해 밝힌 바 있다.
머스크는 지구에 위기가 닥쳤을 때 인류를 화성에 보내 거주하게 함으로써 인류를 다행성 생명체로 만든다는 목표로 2002년 스페이스X를 설립하고 화성 탐사용 우주선 스타십과 로켓을 개발해 왔다. 스타십 발사체의 2단부인 우주선은 길이 52m, 직경 9m로 내부에 사람 100명과 화물 100톤가량을 적재할 수 있도록 만들어졌으며, 이를 쏘아 올리는 역대 최강 로켓 슈퍼헤비(길이 71m)와 합체한 발사체 전체의 길이는 123m에 달한다. 이번 9차 시험비행 실패는 스페이스X의 화성 이주 목표 달성에 또 다른 과제를 안기게 되었다.