12月21日晚20点30分，“探索二号”科考船历时57天，在完成所有航次任务后返回三亚。10月26日11时，“探索二号”从三亚启航，前往西太平洋马里亚纳海沟，执行“奋斗者”号载人潜水器万米海试保障与“深海勇士”深潜航次任务。
　　航次期间，“探索二号”科考船在马里亚纳海沟“挑战者深渊”与“探索一号”科考船进行了多次联合深潜作业。在与“奋斗者”号万米载人潜水器联合作业期间，“探索二号”搭载的“沧海”号视频直播着陆器，成功实现了全球首次万米海底实时4K视频直播。
　　“探索二号”在结束与“探索一号”的联合作业后，继续在马里亚纳海沟弧前区进行科考任务。在此期间，“沧海”号着陆器在“挑战者深渊”成功独立开展了2次万米搭载试验，进行万米海水保真取样和原位海水过滤。
　　同时，“探索二号”搭载的由我国自主研发的载人潜水器“深海勇士”号，在本航次中进行了32个潜次的深海科考作业，执行了“深海勇士”号投入应用以来的第325次下潜，并完成了它在2020年度内第100个潜次的科考任务。期间“深海勇士”号还创造了8天12潜次的连续下潜作业新纪录，平均水中时间8时27分。“深海勇士”号运维团队通过连续下潜、夜潜和高于国际同行运行海况下潜，不断降低“深海勇士”号的运行成本，提高运行效率，也为“奋斗者”号万米海试成功提供了宝贵的运维技术和经验。此次“深海勇士”号在马里亚纳海沟弧前区多次下潜，获取了大量的视频、大生物、原位微生物、沉积物以及多种岩石样品，为了解此区域的地质结构和成因研究积累了珍贵资料。
　　正在进行回收作业的“沧海”号深海着陆器
　　正在进行回收作业的“深海勇士”号