Klokken 10.46 kløv den ene av dem, jagerpiloten Zhai Zhigang (42), ut av romfartøyet og ut i rommet.
Vel utenfor kapselen ble han rukket et kinesisk flagg av kollega Liu Boming, og viftet med det til stor jubel fra bakkekontrollen i Beijing.
- Jeg føler meg i fin form. Jeg hilser til alle i Kina og i resten av verden, sa Zhai.
Video: Kinesiske taikonater vifter med flagget.
Den historiske hendelsen ble fulgt av millioner av kinesere på direktesendt fjernsyn.
Den tredje taikonauten, Jing Haipeng, overvåket romvandringen innenfra romkapselen.
Romvandringen skulle vare i 20 minutter, men var over på 14 minutter. Klokken 11.00 koblet taikonauten fra sikkerhetslina, klatret inn i kapselen og lukket luka.
Raketten ble skutt opp torsdag og ferden skal vare i knappe 70 timer, som betyr at de tre kineserne kommer tilbake til Jorden søndag.
Det er ventet at de skal lande i ørkenen i Mongolia.
Den vellykkede romvandringen legger alt til rette for at Kina nå skal kunne lage sin første romstasjon. Kina skal også sende mennesker til Månen i løpet av neste tiår.
