Les vols d'essais, qui doivent durer de 18 à 24 mois, ont commencé en mars 2010. L'objectif de la socité Virgin est de faire voler 500 personnes la première année et 50 000 en dix ans. Il est prévu que les premiers touristes spatiaux embarquent dans le SpaceShipTwo en 2011. Les premiers vols devraient partir du Spaceport America dans l'État du Nouveau-Mexique aux Etats-Unis.
Une fois tous les tests effectués sur le SpaceShipTwo, six véhicules spatiaux devraient être construits, pour un montant de 450 millions de dollars.
Le premier des cinq avions produits sera nommé VSS (Virgin Space Ship) Enterprise en l’honneur du célèbre vaisseau de Star Trek. Le second devrait être nommé VSS Voyager.
Deux avions-porteur White Knight Two seront construits. Le premier, baptisé Eve (d’après le prénom de la mère de Richard Branson), a été présenté à Mojave, Californie, le 28 juillet 2008. Son envergure est de 43 mètres et il peut voler à une altitude de 50 000 pieds (15,2 km). Il a effectué son premier vol en octobre 2008 et volera avec le SpaceShipTwo en 2009.
L'avion spatial effectue un vol en cloche qui lui permet à son apogée d'atteindre 110 km d'altitude. Le vol, qui dure en totalité deux heures, se décompose en plusieurs phases :
L'avion spatial est transporté par son avion porteur, WhiteKnightTwo jusqu'à l'altitude maximum de vol de celui-ci (environ 15 km). Il est alors largué.
L'avion fusée après une courte chute libre met à feu le moteur-fusée et entame une montée à la verticale. qui lui permet d'atteindre une vitesse maximum de 4 200 km/h. Les passagers subissent une accélération de 3,8 g. Parvenu à une altitude d'environ 60 km, le moteur-fusée, qui est arrivé au bout de son carburant (point d'inflexion), s'éteint et l'avion continue à monter sur son inertie, c'est le début de la chute libre, les passagers sont en situation d'apesenteur.
Parvenu à 110 km d'altitude (plus si le nombre de passagers est réduit), la vitesse ascensionnelle de l'avion devient nulle. Celui-ci commence à chuter. Au début de la phase de descente, compte tenu de la vitesse relativement faible et de la densité très ténue de l'atmosphère, l'avion ne subit aucun freinage.
Avec l'accroissement de la vitesse et la densification de l'atmosphère, l'avion commence à subir un freinage atmosphérique. La partie des ailes qui pivote a été basculée à 65° alors que l'avion se situait au sommet de sa trajectoire, ce qui permet à l'avion de descendre selon une trajectoire controlée en spirale à la manière d'une feuille morte. Durant cette phase les passagers subissent brièvement une décélération de 6 g.
Arrivé à une altitude supérieure à 12 km les ailes sont remises en position normale et l'avion entame un vol plané qui le ramène après quelques boucles à l'aéroport d'où avait décollé l'avion porteur.
L'avion spatial n'est pas un vaisseau spatial : il atteint bien l'altitude des vaisseaux spatiaux, mais sa vitesse nulle ne peut pas lui permettre de se maintenir en orbite. Il faudrait pour cela que sa vitesse horizontale soit d'environ 7,7 km/s (soit 27'720 km/h).