8月20日，航天員第二次出艙時，會進行一週的訓練，並在軌生活兩個月，將於近日擇機出艙。航天員會對航空航天服進行調整，及氣路、電路運行情況進行各項精細檢查，並對航天員自身健康檢測，如尿常規測試，確保航天空間站順利有序地進行。航天員在上宇宙飛船之前，就已經在地面進行水下演練及地面操練，還有航天飛天服氧氣的補給，艙外航天服和手套的更換，這次是聶海勝、湯洪波、劉伯明三位共同匹配航空手套的使用。
由於神舟十二號第一次出艙爲湯洪波，而此二次出艙航天員爲聶海勝與劉伯明。湯洪波的工作主要在艙內進行機械臂的操作，包括其他設備的運作。對於出艙的宇航員不僅具有出艙的經驗，超強的心理素質也非常重要。從央視的直播畫面看到三名宇航員，心中不免心潮澎湃，感嘆咱中國力量創造出又一箇中國奇蹟。而劉伯明出艙也說了句:"跟隨我的步伐，一起自由飛翔吧！每次出艙，航天員都會有一種發自內心，抑制不住的激動。
10點52分艙門正常打開，航天員三位一體，與地面進行緊密的對接和交付指令。出艙的航天員穿好精密航天服，並用動力鑰匙解鎖艙門，安排好校線定位器。出艙的每一步細微的動作，都要緊密協調穩步地完成。
此次任務主要是安裝熱控擴展泵組、提升全景攝像機d、本次出艙稱得上開局順利，航天員再次出艙，動作更加嫺熟流暢。從艙內工作臺到艙外去，延續工作進展順利，也獲得了出艙經驗。工作人員也會進行再一次的覆盤與優化，爲下一次任務積累寶貴的經驗。