2012年6月3日至7月16日在西太平洋馬里亞納海溝附近開展了7000米級海上試驗，并取得了巨大成功。

7000米級海試中，蛟龍號共完成6次下潛試驗，其中3次超越7000米，最大下潛深度達到7062米；對潛水器289項、水面支持系統24項功能和性能指標進行了逐一驗證，對關鍵指標進行了多次驗證；開展了坐底、定深定高航行、近底巡航和海底微地形地貌精細測量等作業內容，取得了生物、沉積物樣品和水樣，并記錄了大量海底影像資料，展示了蛟龍號開展科學研究、資源勘探的能力和廣闊的應用前景。海試過程中，8名潛航員和試航員共完成18人次下潛，8人下潛深度均超過7000米，充分鍛煉了潛航員隊伍。

海試完成后,中共中央政治局常委、國務院副總理（時任）李克強和中共中央政治局委員、國務委員（時任）劉延東分別發來賀電或致電，對蛟龍號7000米級海試的成功表示和慰問。

7000米級海試的成功標志著我國具備載人到達全球99.8%深海海底進行勘探、開發和作業的能力，蛟龍號成為世界上工作水深最大的同類作業型載人潛水器。

隨著海試工作的全面完成，蛟龍號將進入試驗性應用階段，以滿足中國海洋科學研究的迫切需要。