Космический челнок «Дискавери» 24 февраля 2011 года успешно стартовал с площадки 39А космодрома Кеннеди во Флориде. После многократных переносов времени старта, корабль занял место на стартовом столе 21 сентября, шаттл, наконец, отправился в свой последний полет.
Экипаж «Дискавери» доставил на МКС оборудование и материалы с помощью транспортного модуля «Леонардо» и экспериментальной транспортной платформы Express Logistics Carrier 4. «Леонардо», который полетел в космос уже в шестой раз, остался постоянно пристыкованным к МКС и использовался как дополнительное складское помещение.
Вместе с экипажем «Дискавери» на МКС отправился и Робонавт 2 - специальный робот, который, как ожидается, сможет совершать различные операции в открытом космосе, заменяя собой человека. Всего за время 12-дневного полета было осуществлено два выхода членов экипажа в открытый космос.
Завершив космическую миссию Шаттл Дискавери 9 марта 2011 года благополучно вернулся на Землю из последнего полета. Полет продолжался 12 суток 19 часов 4 минуты. «Дискавери» пролетел 8 543 361 километров или 5 304 140 миль. Вес при приземлении шаттла составлял 93 тонны, что на 29 тонн меньше, чем при старте. В 17 часов 44 минуты 9 марта 2011 года астронавты вышли из шаттла в специальный автобус, где они прошли медицинский осмотр. В 18 часов 18 минут астронавты вышли на взлетную полосу и совершили традиционный обход своего корабля.
«Дискавери» тридцать девятый раз вернулся из космоса. Первый полет «Дискавери» совершил в августе 1984 года. За 39 полетов «Дискавери» совершил 5 830 витков вокруг Земли, провел в космосе целый год - 365 суток, и преодолел 238 миллионов километров. «Дискавери» будет установлен в Смитсоновском национальном музее авиации и космонавтики, сменив находящийся там летавший только в атмосфере шаттл «Энтерпрайз».