24 мая, через 160 суток полета, в 0 часов 32 минуты (ДМВ), от Международной космической станции в автоматическом режиме отстыковался транспортный пилотируемый корабль «Союз ТМА-20» с тремя членами экипажа на борту (космонавт Роскосмоса, командир корабля Дмитрий Кондратьев, астронавт ЕКА, бортинженер Паоло Несполи и астронавт НАСА, бортинженер-2 Кэтрин Колман).

На этапе подготовки к спуску с орбиты на экипаж была возложена дополнительная задача по фотографированию связки МКС-Шаттл. После отхода от станции Дмитрий Кондратьев взял управление кораблем на себя и произвел зависание на дальности около 200 метров. В этот момент связка МКС-Шаттл начала вращение вокруг своего центра масс, тем самым позволяя сфотографировать конфигурацию станции под различными ракурсами.

В 1 час 20 минут закончилась фотосъемка, и был выдан импульс увода корабля от станции.

В 4 часа 36 минут (ДМВ) на высоте 354 километра включилась на торможение двигательная установка транспортного пилотируемого корабля «Союз ТМА-20». По докладу командира Дмитрия Кондратьева двигатель отработал штатно, давление в спускаемом аппарате в норме, самочувствие интернационального экипажа нормальное. В 4 часа 41 минуту космический корабль был переведен на расчетную траекторию спуска.

В 5 часов 01 минуту на высоте 120 километров произошло разделение транспортного пилотируемого корабля «Союз ТМА-20»: от спускаемого аппарата отделились бытовой и приборно-агрегатный отсеки. В этот момент включился радиомаяк. Через три минуты спускаемый аппарат вошел в плотные слои атмосферы. Экипаж почувствовал это на себе по появлению перегрузки. Как правило, во время штатного спуска она достигает чуть более 4 единиц.

Через 11 минут после разделения был введен основной парашют спускаемого аппарата. Было сразу осуществлено визуальное наблюдение за СА со стороны поисково-спасательной службы (ПСС). Связь с экипажем стала устойчивой.

Посадку СП аппарата обеспечивала поисково-спасательная служба в составе 3 самолетов, 12 вертолетов. За 9 минут до посадки присутствующие в главном зале управления ЦУПа специалисты космической отрасли и представители прессы смогли увидеть на одном из экранов «живую» картинку процесса спуска ТПК «Союз ТМА-20».

За один метр до Земли сработали двигатели мягкой посадки (ДМП), которые обеспечили вертикальную посадку аппарата со скоростью 1-3 метра в секунду.

Точно в расчетное время, в 05 часов 27 минут, спускаемый аппарат «Союз ТМА-20» произвел посадку в 147 км от города Джезказган. По сообщениям ПСС аппарат приземлился вертикально на днище без протяжки по земле, как говорят специалисты «точно в колышек». Через 2 минуты два поисковых вертолета приземлились рядом с СА, и аппарат был взят под охрану.

В 05 часов 42 минуты оперативно-техническая группа приступила к эвакуации членов экипажа из спускаемого аппарата. Затем космонавтов перевезут на вертолетах в Караганду, откуда на самолете Центра подготовки космонавтов Дмитрий Кондратьев будет доставлен в Звёздный городок. Ориентировочное время прибытия самолета на аэродром Чкаловский – 13 часов 50 минут МСК. Астронавты Несполи и Колман будут доставлены на самолете в Хьюстон.