Em setembro de 2014, a sonda chegou a Marte e deu início aos estudos, inclusive realizou uma série de "mergulhos" profundos na atmosfera, captando auroras boreais na camada atmosférica superior.
Em novembro e dezembro de 2015, a sonda se afastou um pouco dos estudos do planeta e realizou um voo a Fobos, voando em torno dele a 500 km de distância da superfície do satélite natural.
Os dois objetos devem assumir o mesmo lugar com diferença mínima de sete segundos, o que significa uma alta probabilidade de colisão entre MAVEN e Fobos.
Ao detectar o risco, a agência realizou manobra urgente e aumentou a velocidade da sonda por vários segundos, até 0,4 metros por segundo. Este passo pequeno dado foi o suficiente para garantir a passagem pelo ponto "quente" dos dois viajantes espaciais: de 7 segundos, a manobra da NASA aumentou para 2,5 minutos, tempo suficiente para evitar impacto.