Start z Centrum Kosmicznego im. Kennedy'ego na Florydzie nastąpił o godz. 17.29 czasu polskiego, czyli o 3 minuty później niż planowano, z powodu usterki technicznej, którą szybko naprawiono.

Na pokładzie leci 4 członków załogi oraz zapasy żywności i sprzęt niezbędny dla funkcjonowania stacji ISS.

Dwie minuty po starcie, gdy Atlantis leciał z prędkością 11 265 km/h, nastąpiło odłączenie rakiet nośnych. Wpadły one do Atlantyku, skąd zostaną wyłowione. 8,5 minuty po starcie prom dotarł na położoną na wysokości 225 km orbitę przy pomocy 3 silników kriogenicznych.

Prom, który obserwowały setki tysięcy widzów na przylądku Canaveral oraz w pobliskich miastach, był widoczny przez 42 sekundy po starcie, po czym zniknął w chmurach.

Atlantis zabierze ze sobą w drogę powrotną jak najwięcej odpadków ze stacji. Ma spędzić na orbicie 12 dni.

Stacja ISS jest już zasadniczo ukończona, został zatem zrealizowany pierwotny cel misji wahadłowców. NASA uzasadnia odstąpienie od ich wysyłania brakiem wystarczających środków w sytuacji, gdy agencja kosmiczna myśli o misji na Marsa.

Kilka dni po powrocie Atlantisa zostaną zwolnione tysiące osób, które pracowały przy programie, a trzy promy - oprócz Atlantisu także Discovery i Endeavour - zostaną eksponatami muzealnymi.

Załogi udające się w przyszłości na ISS będą musiały korzystać ze statków rosyjskich Sojuz, a potem z nowych statków kosmicznych zbudowanych przez prywatne firmy.