De naam Hayabusa2 verraadt al dat er een eerdere Hayabusa-missie is geweest. De eerste Hayabusa-missie begon op 9 mei 2003 met de lancering van het ruimtevaartuig Mu Space Engineering Spacecraft C, beter bekend als Hayabusa, wat Japans is voor slechtvalk. Doelwit was de asteroïde Itokawa.
Het hoogtepunt van die missie vond plaats in november 2005. Bij een afdalingsrepetitie werd de asteroïde eerst tot 55 meter genaderd en vanaf een hoogte van 40 meter werd een target marker geplaatst. Op 19 november begon Hayabusa met de daadwerkelijke afdaling, vanaf een hoogte van 1 kilometer. De data afkomstig van de Laser Range Finder maakte duidelijk dat de sonde na twee keer 'stuiteren' op 24 november was geland.
Dit was de tweede keer in de geschiedenis dat een ruimtevaartuig is afgedaald naar een asteroïde. Hayabusa was de eerste verkenner die op een asteroïde landde en later weer opsteeg, nadat daartoe een commando vanaf de aarde was gegeven. Na dertig minuten steeg het ruimtevaartuig weer op om op 26 november nogmaals naar het oppervlak af te dalen. Toen zijn ook monsters verzameld. Tijdens de repetitie van 12 november had ook een kleine rover genaamd Minerva op de asteroïde moeten arriveren, maar dat ging mis.
Hayabusa vertrok in januari 2007 bij Itokawa en zette vanaf april 2007 koers naar de aarde. Ondanks problemen met onder meer de ionenmotor, kwam Hayabusa uiteindelijk in 2010 aan bij de aarde, jaren later dan gepland. In juni werd de capsule met monsters opgepikt.
Vele jaren later, in 2019, concludeerden wetenschappers van de Amerikaanse Arizona State University dat de monsters rijk zijn aan water. Het was de eerste keer dat er water is ontdekt in monsters afkomstig van het oppervlak van een asteroïde. Omdat Itokawa een nogal een ruwe geschiedenis kent van botsingen, fragmentatie en opwarmingen, werd tot dan toe aangenomen dat eventueel ooit aanwezig water inmiddels verdwenen zou zijn. De metingen met een Nanoscale Secondary Ion Mass Spectrometer doen wetenschappers echter vermoeden dat zelfs zulke droge asteroïden als Itokawa meer water bevatten dan voorheen werd gedacht.