วันที่ 3 พฤษภาคม พ.ศ. 2554 ดอว์นได้จับภาพเป้าหมายเป็นครั้งแรกที่ระยะห่าง 1.2 ล้านกิโลเมตรจากเวสต้า และเริ่มเข้าสู่ช่วงบินเข้าหาดาวเคราะห์น้อยดังกล่าว[2] วันที่ 12 มิถุนายน ความเร็วของดอว์นเทียบกับเวสต้าลดลงเพื่อเตรียมการเข้าสู่วงโคจรในอีก 34 วันให้หลัง[3]

ดอว์นมีกำหนดจะเข้าสู่วงโคจรเมื่อเวลา 05:00 UTC วันที่ 16 กรกฎาคม หลังช่วงผลักดันด้วยเครื่องยนต์ไอออน เนื่องจากสายอากาศของดอว์นชี้ออกจากโลกในระหว่างการผลักดัน ทำให้นักวิทยาศาสตร์ไม่อาจยืนยันได้ในทันทีทันใดว่าดอว์นสามารถเข้าสู่วงโคจรได้สำเร็จหรือไม่ ยานอวกาศดังกล่าวกำหนดทิศทางใหม่และมีกำหนดจะเข้าทำงานเมื่อเวลา 06:30 UTC ของวันที่ 17 กรกฎาคม[4] ภายหลัง องค์การนาซาได้ยืนยันว่าองค์การได้รับข้อมูลทางไกลจากดอว์นซึ่งบ่งชี้ว่ายานอวกาศดังกล่าวเข้าสู่วงโคจรรอบเวสต้าได้สำเร็จ[5] ยังไม่มีการยืนยันเวลาที่แน่นอนของการเข้าสู่วงโคจร เพราะขึ้นอยู่กับการกระจายมวลของเวสต้า ซึ่งยังทำได้แค่ประมาณการเท่านั้น[6]