Auch der zweite Flug der derzeit kleinsten europäischen Trägerrakete Vega verlief erfolgreich. Am frühen Morgen des 7. Mai 2013 um 04:06 Uhr MESZ hob Vega von der Startrampe SLV im europäischen Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana ab. Die drei Feststoffantriebsstufen arbeiteten einwandfrei, worauf die vierte, mit Flüssigtreibstoffen arbeitende Oberstufe übernahm. Rund 55 Minuten nach dem Abheben wurde der europäische Erderkundungssatellit PROBA V über der Westküste Australiens in einer sonnensynchronen Kreisbahn in 820 Kilometer Höhe ausgesetzt.

Danach zündete die Oberstufe erneut und steuerte eine Kreisbahn in 704 Kilometer Höhe an. Rund zwei Stunden nach dem Abheben trennte sich der vietnamesische Fernerkundungssatellit VNREDSat 1A ab, darauf folgte drei Minuten später der nur 1,3 Kilogramm schwere estnische Testsatellit ESTCube-1. Um Weltraumschrott zu vermeiden, wurde das Triebwerk der Oberstufe nach dem Absetzen aller Nutzlasten erneut gezündet, um die Stufe in eine Umlaufbahn zu bugsieren, auf der sie in Bälde in die Erdatmosphäre eintreten und verglühen wird.

Die Hauptnutzlast PROBA V ist ein in Belgien gebauter Kleinsatellit mit einer Masse von 138 Kilogramm. Er kartiert im 48-Stunden-Rhythmus mit dem Instrument "Vegetation" die gesamte Vegetationsdecke der Erde und unterstützt dabei den alternden Erderkundungsatelliten Spot-5, dessen Nutzlast nicht mehr mit der gewohnten Präzision arbeitet. Derzeit befindet sich PROBA V in einer Testphase und wird von der europäischen Bodenstation im belgischen Redu gesteuert. VNREDSat 1A ist ein kommerzieller Erderkundungssatellit mit einer Masse von 115 Kilogramm und wurde im Auftrag der Vietnamesischen Akademie für Wissenschaft und Technik vom europäischen Raumfahrtunternehmen Astrium gebaut. ESTCube-1 ist Estlands erster Satellit und wurde von Studenten der Universität Tartu entworfen und gebaut. Er soll ein zehn Meter langes Seil auswickeln und elektrostatisches Manövrieren durch Plasmaströmungen im Erdmagnetfeld ausprobieren.