1987 – na Uniwersytecie w Sztokholmie (Stockholms Universitet) uzyskał doktorat w zakresie fizyki eksperymentalnej cząstek elementarnych. Jeszcze na studiach rozpoczął pracę w CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) w Genewie.
1988 – został stałym pracownikiem tej organizacji i pracował m.in. przy eksperymencie UA5 (zderzenia proton-antyproton).
1991 – został docentem na Uniwersytecie w Sztokholmie. Nadal zajmował się fizyką cząstek elementarnych. Kontynuował pracę w CERN, gdzie zajmował się pracami nad akceleratorem LHC (Large Hadron Collider).
1993 – Pierwsze cztery miesiące roku spędził ponownie w Europejskim Centrum Astronautów gdzie kontynuował przygotowania. W maju został wybrany do udziału w rosyjsko-europejskiej misji Euro-Mir 95. Od sierpnia wspólnie z Thomasem Reiterem w Gwiezdnym Miasteczku rozpoczęli szkolenie do długotrwałego lotu na pokładzie stacji kosmicznej. Obaj byli przygotowywani do pracy na zewnątrz stacji orbitalnej.
1995 – w marcu przygotowania do lotu weszły w fazę końcową. Fuglesang został wyznaczony do załogi rezerwowej, w której znaleźli się również: Giennadij Manakow – dowódca oraz Pawieł Winogradow – inżynier pokładowy. 3 września podczas startu statku kosmicznego Sojuz TM-22 był dublerem Thomasa Reitera. Podczas lotu trwającego do lutego 1992 astronauta pełnił funkcję głównego koordynatora łączności pomiędzy Reiterem a Centrum Kierowania Wyposażeniem Naukowym (Payloads Operations Control Centre) znajdującym się w Oberpfaffenhofen w Niemczech.
1996 – w Centrum Wyszkolenia Kosmonautów im. J. A. Gagarina przez cztery miesiące opanowywał technikę odłączenia statku kosmicznego Sojuz od stacji kosmicznej, wprowadzenia go w atmosferę Ziemi oraz samego lądowania. W sierpniu w Houston rozpoczął trening razem z astronautami zakwalifikowanymi do grupy NASA 16.
1998 – w kwietniu zakończył dwuletni podstawowy cykl przygotowań i zdobył kwalifikacje specjalisty misji. Od maja do października ponownie trafił do Centrum Wyszkolenia Kosmonautów im. J. A. Gagarina, gdzie otrzymał uprawnienia dowódcy aparatu lądującego statku kosmicznego Sojuz. Był drugim cudzoziemcem, po Thomasie Reiterze, któremu przyznano takie uprawnienia.
27 lutego 2002 – został wyznaczony do załogi misji STS-116. Start wahadłowca Atlantis był zaplanowany na wiosnę 2003. Po katastrofie wahadłowca Columbia plan lotów został jednak gruntownie zmieniony a misję wielokrotnie przesuwano. W nowym harmonogramie lotów misja STS-116 odbędzie się na wahadłowcu Discovery. Fuglesang przygotowywał się do pracy na zewnątrz promu.
2006 – wziął udział w 12-dniowej misji STS-116.
2007 – został nieoficjalnie wytypowany do misji STS-128.
29 sierpnia 2009 jako specjalista misji STS-128 po raz drugi wyruszył w kosmos.
