9月17日17時47分，經過約5個小時的出艙活動，神舟十四號航天員陳冬、蔡旭哲、劉洋密切協同，完成出艙活動期間全部既定任務。出艙活動取得圓滿成功。

17日上午11時11分，航天員劉洋關閉段間艙門，航天員陳冬和蔡旭哲開始在問天氣閘艙進行出艙準備。

13時35分，身著艙外航天服C的航天員蔡旭哲打開問天氣閘艙出艙艙門。這是蔡旭哲的首次出艙活動。

在航天員陳冬的配合下，蔡旭哲完成了腳限位器和艙外工作臺的安裝。

后續通過小機械臂的支持，航天員完成了艙外助力手柄和載荷回路擴展泵組的安裝工作。這是問天實驗艙上安裝的第二個擴展泵組。

15時33分，航天員陳冬也成功出艙。

作為神舟十四號航天員乘組的指令長，陳冬已經是第二次艙外行走了。與上一次任務不同的是，陳冬這一次將在問天艙的外壁進行爬行，輔助機械臂上的蔡旭哲來完成后續的工作。

航天員陳冬和蔡旭哲完成了空間站建造階段的首次艙外救援演練。艙外救援演練主要是為了模擬航天員在出艙過程當中突然出現失去行動能力的情況，另外一名航天員就要將這名航天員搭救回到氣閘艙。

航天員陳冬和蔡旭哲在艙外操作時，航天員劉洋在核心艙內對艙外兩名航天員進行支持。完成全部既定任務后，艙外兩名航天員順利回到氣閘艙出艙口。

17時47分，航天員陳冬和蔡旭哲關閉出艙艙門檢漏并出艙外服，在航天員劉洋引導下完成氣閘艙負壓。此次任務僅用時約5個小時。

18時51分，航天員劉洋為陳冬、蔡旭哲打開段間艙門，迎接兩名戰友回到問天實驗艙。