Den 17. august 1996 blev hun den første franske kvinde til at gå i rummet, da hun og to russiske kosmonauter, kommandør Korry Hazuné og ingeniør Aleksandr Kaleri, blev lanceret ombord på rumfærgen TM 24. Hun tjente først som back-up besætningsmedlem for Mir Altaïr-missionen i 1993, hvor hendes fremtidige mand Jean-Pierre Haigneré deltog. Asteroiden 135268 Haigneré er opkaldt i deres kombinerede ære.
Den 18. juni 2002