نحوه بازگرداندن این نمونه به کره زمین بدین صورت است که زمانی که فضاپیمای OSIRIS-REx به زمین نزدیک می‌شود، بدون کاهش سرعت، نمونه‌اش را رها می‌کند. این فضاپیما زمانی که به فاصله 102 هزار کیلومتری بالای سطح زمین یعنی یک‌سوم فاصله زمین تا ماه می‌رسد، اپراتورها در کره زمین کپسول را آزاد می‌کنند و کپسول به سمت جو حرکت می‌کند.
این کپسول، جو زمین را در ساعت 8:42 صبح درهم می‌شکند و با سرعت 44 هزار کیلومتر در ساعت حرکت می‌کند. همچنین یک محافظ حرارتی به تنظیم دمای داخل کپسول کمک کرده و نمونه را در دمای مناسب نگهداری می‌کند.
ناسا اعلام کرد که 20 دقیقه قبل از فرود کپسول و زمانی که هنوز بالای جو زمین قرار دارد، تیم بازیابی 4 هلیکوپتر به سمت صحرای یوتا (محل فرود) می فرستد. این کپسول به اشعه مادون قرمز مجهز شده که توسط تیم بازیابی قابل ردیابی است. سرانجام، تنها 13 دقیقه پس از ورود به جو، این کپسول برای نخستین بار در هفت سال گذشته روی زمین خواهد بود.
هدف تیم بازیابی این است که کپسول را در سریع‌ترین زمان ممکن از زمین بازیابی کنند تا از آلوده شدن نمونه به محیط زمین جلوگیری شود. درنهایت این کپسول از طریق هلیکوپتر به یک اتاق تمیز موقت در محدوده نظامی منتقل می شود، جایی که برای آماده شدن برای سفر با هواپیما به مرکز فضایی جانسون ناسا در هیوستون، تحت پردازش و جداسازی اولیه قرار می‌گیرد. نمونه مستند شده، مراقبت شده و برای تجزیه و تحلیل بین دانشمندان سراسر جهان توزیع می‌شود.
