全国空间轨道设计竞赛是由中国力学学会发起主办，于2009年揭幕。第1届由清华大学发起并组织举办，此后每一届竞赛的冠军团队负责组织举办下一届竞赛，到目前为止先后有中国科学院空间应用工程与技术中心与光电研究院、西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室、清华大学、航天飞行动力学重点实验室、国防科技大学、中国科学院国家空间科学中心、北京理工大学、中国航天科工二院、哈尔滨工业大学等为历届竞赛的组织举办做出了贡献。这种举办机制保证了该项竞赛在科学公正的环境下长期可持续发展。由于越来越多的国际队伍的参赛，自第十一届起，赛事正式将中文名称更改为“中国空间轨道设计竞赛”，英文名称不变。该项赛事的举办年份、题目背景以及竞赛题目与结果的基本情况如下：

第1届（2009年）：题目为“近地小行星取样返回”，由清华大学组织举办，中国科学院光电研究院获得冠军；

第2届（2010年）：题目为“火星与多目标小行星探测”，由中国科学院光电研究院与西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室联合组织举办，清华大学获得冠军；

第3届（2011年）：题目为“多目标多任务行星与小天体（包含钱学森星）探测“，由清华大学、航天飞行动力学重点实验室联合组织举办，中国科学院空间应用工程与技术中心获得冠军；

第4届（2012年）：题目为“多目标多任务小天体探测”，由中国科学院空间应用工程与技术中心（命题方）、航天飞行动力学重点实验室、国防科技大学联合组织举办，国防科技大学获得冠军；

第5届（2013年）：题目为“载人近地小行星探测”，由国防科技大学（命题方）与航天飞行动力学重点实验室联合组织举办，中国科学院光电研究院、中国科学院空间应用工程与技术中心、西安卫星测控中心并列获得冠军；

第6届（2014年）：甲组题目为“近地小行星取样返回（多天体引力场）”，乙组题目为“快速飞离太阳系”，由西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室组织举办，中国科学院空间应用工程与技术中心获得甲组冠军并获得下一届组织举办权，国防科技大学、中国科学院光电研究院与空间应用工程与技术中心联队并列获得乙组冠军；

第7届（2015年）：甲组题目为“不规则形状小行星表面巡游探测”，乙组题目为“近地轨道卫星编队的构型重构”，由中国科学院空间应用工程与技术中心组织举办，中国科学院国家空间科学中心、西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室、清华大学并列获得甲组一等奖，中国科学院国家空间科学中心、中国科学院光电研究院、西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室并列获得乙组一等奖。中国科学院国家空间科学中心和西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室获得下一届组织举办权；

第8届（2016年）：甲组题目为“太阳同步轨道空间碎片多目标交会任务”，乙组题目为“地面多目标点观测的卫星规划和调度任务”，由中国科学院复杂航天系统电子信息技术重点实验室、西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室共同组织举办；北京理工大学分布式航天器系统技术研究所和中国航天科工二院/空间工程总体部获得甲组一等奖；清华大学宇航中心，中国科学院空间应用工程与技术中心并列获得乙组一等奖。北京理工大学分布式航天器系统技术研究所和中国航天科工二院/空间工程总体部、清华大学宇航中心获得下一届竞赛的组织举办权。

第9届（2017年）：甲组题目为“地球静止轨道卫星波束监测集群轨道设计与优化任务”，乙组题目为“局部导航增强的星座设计和部署任务”，由北京理工大学分布式航天器系统技术研究所、中国航天科工二院/空间工程总体部、清华大学宇航技术研究中心共同组织举办；南京航空航天大学航天学院获得甲组冠军，中国科学院国家空间科学中心获得乙组冠军。

第10届（2019年）：题目为“木星内磁场及木卫科学探测任务轨道设计与优化”，由南京航空航天大学航天学院组织举办，哈尔滨工业大学获得冠军。

第11届（2020年）：题目为“大规模地面目标复杂任务的双星轨道设计与机动优化问题”，由哈尔滨工业大学航天学院组织举办，中国科学院空间应用工程与技术中心代表队获得冠军。