Luna 19 wurde in eine vorübergehende Parkumlaufbahn gebracht und von dort aus zum Mond geschickt. Sie erreichte eine Umlaufbahn um den Mond am 3. Oktober 1971. Luna 19 erweiterte die systematischen Studien des Schwerkraftfeldes des Mondes und dessen Masseverteilung. Sie half außerdem bei den Untersuchungen der Strahlenumgebung auf dem Mond, der gammastrahlenden Mondoberfläche und des Sonnenwindes. Darüber hinaus wurden Fernsehbilder zur Erde übermittelt.