Foto Pluto dan Charon dari jarak 2,8 SA berhasil dikirim ke bumi pada Juli 2014, tepat setahun sebelum waktu New Horizons melintasi Pluto pada jarak terdekat. Foto tersebut merupakan foto pertama sistem Pluto yang selama ini hanya tergambar melalui perkiraan para astronom dan seniman.Â
Pada Agustus 2014, New Horizons berhasil melewati orbit Neptunus dan pada Januari 2015, observasi Pluto dimulai. Saat itu, New Horizons sudah berjarak lebih dari empat miliar kilometer dari Bumi. Komunikasi tetap berjalan lancar meskipun terjadi selisih waktu 4,5 jam antara Pluto dan Bumi. Kecepatan transmisi data hanya 1 kbits per detik, sehingga butuh beberapa jam untuk mengirim informasi dari dan ke Bumi.
Pada Maret 2015, New Horizons hanya berjarak 1 SA (setara dengan jarak Bumi-Matahari) dari Pluto. Tak ayal, New Horizons berhasil memotret dengan hasil jauh lebih baik daripada foto Pluto yang dipotret Teleskop Hubble. Tak lupa, sebagai apresiasi terhadap dukungan masyarakat, NASA pun mengundang masyarakat untuk memberikan nama pada  struktur dan kenampakan permukaan Pluto yang akan dieksplorasi New Horizons.
Akhirnya hari yang ditunggu-tunggu itu tiba. Setelah lebih dari sembilan tahun perjalanan, New Horizons berhasil melintasi Sistem Pluto pada jarak terdekatnya pada 14 Juli 2015 dari jarak 12.700 kilometer.Â
Observasi dan penelitian segera dilakukan. Seluruh instrumen ilmiah bekerja memetakan, mempelajari, dan memotret permukaan serta struktur Pluto serta satelit-satelitnya. Waktu eksplorasi begitu singkat, karena New Horizons hanya melakukan terbang lintas, bukan mengorbit Pluto.
Eksplorasi Sistem Pluto dinyatakan berakhir pada akhir Juli 2015. New Horizons masih dalam keadaan sehat tanpa ada kerusakan. Wahana tersebut masih terbang dengan kecepatan 40 ribu kilometer per jam, dengan arah Konstelasi Sagitarius.Â
Pada 2016, tim mengusulkan perpanjangan misi untuk mengeksplorasi objek-objek Sabuk Kuiper lainnya. Pilihan ditujukan pada asteroid 2014MU69. Selain asteroid tersebut, tak menutup kemungkinan bagi New Horizons untuk meneliti objek lainnya. New Horizons dijadwalkan akan melintasi asteroid bernama lain Ultima Thule tersebut pada 1 Januari 2019.
Ultima Thule sendiri merupakan asteroid seukuran kota kecil, dengan dimensi terjauhnya 31,7 kilometer. Asteroid ini berbentuk seperti angka delapan dengan orbit melintasi orbit Pluto.Â
Agaknya, Ultima Thule merupakan asteroid terdekat dari Pluto dengan rotasi tak beraturan. Setelah kembali melalui masa hibernasi kedua, New Horizons berhasil melintasinya tepat waktu, pada jarak 3.500 kilometer dan mencatat rekor sebagai pesawat antariksa pertama yang mendekati dan meneliti objek di luar Pluto.Â