1996年，聂海胜积极响应党的号召毅然报名参加航天员选拔，从1500多名优秀空军飞行员中层层选拔、脱颖而出，1998年光荣成为我国第一批航天员。24年来，他始终牢记“为祖国出征太空”的初心使命，始终保持“听从召唤任挑选”的军人本色，坚持刻苦训练、时刻准备，先后3次受命备份、3次领命出征，圆满完成神舟六号、神舟十号、神舟十二号载人飞行任务，用遨游太空的壮丽航迹书写对党的无限忠诚。
2003年10月，神舟五号载人飞行任务，聂海胜位列首飞梯队，却与飞天梦擦肩而过。面对提上日程的神舟六号载人飞行任务，他暗下决心：继续努力，决不放弃！随后争分夺秒全身心地投入选拔训练，他几乎没有踏出过北京航天城，夜里12点前没有睡过觉，在模拟舱里一待就是七八个小时，连周末和节假日都不放过，历经无数次训练，对成千上万个数据了如指掌，熟练掌握了所有飞行程序及操作规程。在备战任务的关键阶段，聂海胜母亲突发脑溢血昏迷，组织特批他回家探望，他仅去了3天就返回投入训练，用行动诠释了“宁可愧对家庭决不愧对祖国”的大爱情怀。在不久后的单项考核中，聂海胜考出了整个考核中难得一见的满分，以优异的成绩入选神舟六号乘组。2005年10月12日，聂海胜与同乘组航天员踏雪出征、首战太空，实现从“一人一天”到“多人多天”航天飞行的重大跨越。
2011年聂海胜晋升少将军衔，此时的他早已获得众多殊荣，但他一次次将成绩清零、荣誉深藏，参加乘组选拔。他常说：“飞行是我的职业，我的使命。无论将军或士兵，都因使命而光荣。只要我还能飞，就要做好一切准备”。2013年6月，聂海胜凭借过硬的素质、丰富的经验、精湛的技术，光荣入选神舟十号乘组、担任指令长，带领两名新战友再次出征太空，手动控制神舟十号载人飞船与天宫一号目标飞行器完成交会对接，同乘组航天员开展太空授课，用航天人特有的方式让全国青少年走近航天、了解航天、热爱航天。
两度飞天归来，初心始终如一。作为航天员队伍里最年长的聂海胜，正常情况下人的生理功能都在衰退，他却用坚定的信念和超常的训练对抗着“自然规律”，和其他年轻航天员一样参与着共同的训练科目，挑战着相同的训练难度，身穿160公斤左右的水下训练服在深水里一练就是6个多小时，在高速旋转的离心机中承受8倍于自身重量的压力，面部肌肉严重变形、呼吸异常困难，圆满完成以空间站基础理论、出舱操作、故障处置为重点的8大类100余项训练，在航天生理功能的骨骼代谢、心肺和心血管功能等方面始终保持优良等级。
2021年6月，57岁的聂海胜三入太空，面对空间站任务在轨飞行时间更长、操控难度更大、挑战考验更多的情况，他和乘组其他同志密切配合、精细操作，顺利完成神舟十二号载人飞船与天和核心舱自主快速交会对接任务，严密组织2次累计13小时空间出舱活动，在轨验证了航天员长期驻留、再生生保、空间物资补给、在轨维修等空间站一系列关键技术，实现了中国人首次进入自己的空间站，夺取了空间站建造阶段首次载人飞行任务重大胜利。
聂海胜用24载造就了三度飞天的壮举，成为首位在轨100天的中国航天员，见证了中国载人航天事业的辉煌历程，以实际行动兑现了他“一心只为飞天，一生只为飞天”的庄严承诺！面对艰巨繁重的空间站运营阶段各项任务，他坚定表示，“我的初心是出征太空，我的使命是圆满完成任务，只要祖国和人民需要，我就义无反顾做好一切准备，随时接受挑选，为祖国出征太空。”
