Wolf entfernte eine Ku-Band Weltraum-Boden-Antenne, ein Pumpenmodul und einen Linearantrieb vom ICC-VLD und ritt auf dem Stationsarm, gesteuert von Julie Payette und Doug Hurley, jeweils mit einem Bauteil in der Hand zu ESP-3 am Stationsausleger P3. Dort befestigten beide Astronauten die Ersatzteile für eine längere Lagerdauer. Marshburn befestigte auch ein Griffstück an einem Ammoniaktank, sodass dieser bei der Mission STS-128 bewegt werden kann. Außerdem brachte er zwei Isolierhüllen an den Außenverbindern des Station-to-Shuttle Power Transfer Systems an. Die Installation einer Videokamera Kibos wurde verschoben.

Austausch der vier noch fehlenden Batterien.

Entfernen von Wärmematten vom Dextre Robotic Arm und Neuverlegung von Kabeln an einem Sonnenzellenausleger. Außerdem wurden zwei weitere Payload Attachment Systems entfaltet. Anschließend montierten die beiden vorne und hinten an Kib?s Außenplattform (EF) Videoausrüstung, die u. a. auch die Ankopplung des japanischen HTV-Raumfrachters ermöglicht. Eine der Videokameras hätte eigentlich schon während der vierten EVA angebracht werden sollen, aber das hatte man dann kurzfristig umgeplant. Da das weiterhin geplante Ausbringen des Nutzlastbefestigungssystems (PAS) am Stationsausleger S3 zu lange gedauert hätte (war schon bei der EVA 1 geplant), wurden die beiden angewiesen noch andere Aufgaben zu erledigen, die für spätere Außeneinsätze geplant waren. Dazu gehörten das Befestigen von Kabeln und das Anbringen von Handführungen und einer mobilen Fußklammer zur Unterstützung späterer Ausstiege.

Inspizierung und Austausch einer Pumpen-Kontrollbox am P6-Träger der Raumstation aus dem Ammoniak des Kühlsystems austritt.