Nach einer Serie von Fehlschlägen innerhalb des GSLV Programms wurde der erste Start einer PSLV Rakete seit dem Juli 2010 mit großer Spannung erwartet. Ursprünglich hatte die ISRO den Start der PSLV C16 noch für den Dezember 2010 angekündigt. Doch der Start der ersten GSLV Mk. I (v.3) hatte Vorrang erhalten. Und dieser endete in einem Desaster. Nunmehr war ein Erfolg der PSLV Pflicht. In dieser Situation kamen plötzlich Zweifel an der seit Jahren äußerst zuverlässigen Rakete auf. Zunächst war der Start noch auf Januar 2011 verschoben worden. Nach dem GSLV Fehlstart wurde Ende Februar 2011 daraus. Dann wurden auch noch Bedenken laut hinsichtlich der Zuverlässigkeit eines Hilfsaggregats an der zweiten Stufe der Rakete. Dieses zapfte das Haupttriebwerk der Stufe an und wurde u.a. zum Betrieb der Aktuatoren zum Schwenken des Triebwerks benötigt. Offenbar seit Jahren hatte man am Einlaß des Triebwerks Temperaturen gemessen, die 20 bis 30% über den erwarteten 300 °C lagen. Nun wurden die Baugruppen in diesem Bereich einer Rezertifizierung unterzogen. Erst dann gab die Startkommission den Countdown der Rakete frei, die neben dem indischen Resourcesat 2 auch den indisch-​russischen YouthSat und X-​SAT, den ersten Satelliten Singapures an Bord hatte. Am 20.04.2011 hob die PSLV (v.3) von Sriharikota ab und setzte ihre Fracht 18 Minuten später auf einer sonnensynchronen 822 km Bahn ab. Eine Abweichung von wenigen Kilometern von der Idealbahn glich Ressourcesat 2 wenig später mit eigenem Antrieb aus. Und schon einige Tage darauf übertrug er die ersten Aufnahmen zur Erde. Der Satellit war gestartet worden, um die Kontinuität des Datenempfangs von Resourcesat 1 sicherzustellen. Wie sein Vorgänger verfügte er dazu über einen LISS-​4  Multispektralsensor (Linear Imaging Self-​Scanning System) mit 5,8 m Auflösung und einem Schwenkbereich von ±26° entlang der Flugbahn. Dazu kamen ein LISS-​3  mit 23,5 m und der Advanced Wide Field Sensor (AWiFS) mit 56 m Auflösung. Die Instrumente deckten den Spektralbereich vom sichtbaren und Nahinfrarot (VNIR) bis hin zum kurzwelligen Infrarot (SWIR) ab. Gegenüber Resourcesat 1 war die Schwadbreite des LISS-​4  von 23 auf 70 km gesteigert worden bei gleichzeitig verbesserter Präzision der Messungen. Neben dieser Sensornutzlast trug Resourcesat 2 auch ein AIS Paket. Das Automatic Identification System wurde erprobt, um Position, Geschwindigkeit und Identität seegehender Schiffe automatisch aufzunehmen.
45 s nach Resourcesat 2, und damit auf einer etwas höheren Bahn, wurden die beiden Kleinsatelliten YouthSat und X-​SAT von der letzten Stufe der Rakete getrennt. YouthSat war mit Unterstützung der ISRO gemeinsam von indischen und russischen Studenten entwickelt und ausgerüstet worden. Der Bus war die zweite Applikation des Indian Mini Satellite (IMS) Designs. Zwei der drei Experimente des Satelliten stammten aus Indien: Radio Beacon for Ionospheric Tomography und Limb Viewing Hyper Spectral Imager. Während mit RaBIT der Gesamtelektroneninhalt (engl. Total Electron Content) der Ionosphäre kartiert werden sollte, wollte man mit dem LiVHySI Instrument das Phänomen des Nachthimmelsleuchtens (engl. Airglow) erforschen. Mit dem russischen SOLRAD Experiment sollte hingegen der Einfluß der solaren Röntgen– und Gammastrahlung auf die irdische Magnetosphäre beobachtet werden.
Die Ausrüstung und der Betrieb von X-​SAT oblag offiziell der Nanyang Technological University (NTU), die ihn gemeinsam mit den DSO National Laboratories, einer Forschungs– und Entwicklungsorganisation der Streitkräfte Singapurs, entworfen hatten. Gemeinsam bildeten beide Organisationen das CREST (Centre for Research in Satellite Technologies). Die offenkundige Einflußnahme des Militärs auf das Projekt hatte zu Verstimmungen innerhalb der Wissenschaftsgemeinde geführt, die das Programm ursprünglich initiiert hatte. Und sie trug zu der mehrjährigen Startverzögerung von X-​SAT bei, sicherte aber andererseits die Finanzierung. Offiziell bestand die Hauptaufgabe des Satelliten darin, mit seiner IRIS Multispektralkamera, die von der südkoreanischen SaTReC Initiative bezogen worden war, Erderkundungsinformationen zu sammeln. So wurde u.a. betont, wie wertvoll der Satellit bei der Suche nach den Verursachern von Ölverschmutzungen vor der Küste Singapurs sein konnte. Auffällig war jedoch die Zurückhaltung Singapurs bei der Bekanntgabe technischer Details.