Druga radziecka sonda Wenus nowej generacji, analogiczna do Wieniery-9

14 czerwca 1975 r. czterostopniowa rakieta Proton wyniosła sondę o masie 5033 kg i skierowała ją na trajektorię międzyplanetarną.
Lądownik Wieniery-10 o masie 1560 kg (wraz z kulistą osłoną) wyposażono w dwie kamery panoramiczne, a  także spektrometr gamma do pomiaru zawartości pierwiastków promieniotwórczych (izotopów potasu, uranu i toru) w gruncie.
23 października 1975 r. Wieniera-10 będąca na kursie kolizyjnym z Wenus oddzieliła lądownik, który 25 października 1975 r. wpadł do atmosfery planety po jej dziennej stronie, sama zaś przy pomocy własnego silnika hamującego wykonała manewr omijający i weszła na wydłużoną orbitę wokół Wenus (1620 x 113 900 km, i = 29° 30', T = 49h 23m).
Wtargnięcie lądownika do atmosfery nastąpiło pod kątem 22,5°. Po wyhamowaniu wskutek oporu aerodynamicznego do prędkości 250 m/s (na wys. 65 km) wyrzucony został pierwszy spadochron. Po obniżeniu prędkości do 150 m/s odrzucona została górna półkula osłony, rozwijały się spadochrony hamujące i włączała aparatura do badania warunków atmosferycznych. Kiedy prędkość opadania zmalała do 50 m/s odrzucona została dolna część osłony i rozwijały się spadochrony główne. Umożliwiały one powolne opadanie przez warstwę obłoków dla zbadania ich składu chemicznego. Od wysokości 50 km nad powierzchnią lądowanie było znowu przyspieszane (przez odrzucenie spadochronów głównych), by aparatura nie uległa przegrzaniu w gorącej atmosferze, zanim lądownik nie  dotrze do powierzchni. Hamowanie na ostatnim etapie lądowania, a także właściwą pozycję lądownika, zapewniał metalowy pierścień przytwierdzony do górnej jego części. W dolnej części umieszczono natomiast pierścień amortyzujący zetknięcie z gruntem.
Lądownik osiadł w centrum półkuli dziennej (13.42 czasu miejscowego), na 16° północnej szerokości afrograficznej. Przekazał połowę panoramy (druga kamera również nie zadziałała) przedstawiającą wyraźny obraz pola lawowego ze śladami erozji wietrznej. Dzięki uprzedniemu wychłodzeniu lądownik działał na powierzchni przez 65 min.