Einen Tag vor dem Start des neuen Transportraumschiffs Progress M-52 machte dessen Vorgänger den Andockplatz an der ISS frei. Progress M-51 legte am 27.02.2005 um 10:06 UTC nach einem Kommando der Flugleitung TsUP von der Raumstation ab und zündete drei Minuten später sein Triebwerk. Eine weitere Triebwerkszündung manövrierte Progress M-51 auf eine stabile Umlaufbahn zwischen 327 und 362 km Bahnhöhe. Hier unternahm das Flugleitzentrum eine Reihe von Tests mit dem Transportraumschiff, die gemäß eines Sprechers des TsUP der Vorbereitung zukünftiger materialwissenschaftlicher Experimente dienten. Am 09.03.2005 wurde dann mit einer 152-sekündigen Triebwerkszündung der rasche Abstieg des Raumschiffs in die dichten Schichten der Atmosphäre eingeleitet, wo Progress M-51 gegen 17:03 UTC planmäßig über dem Pazifik verglühte.