Start von Cape Canaveral (KSC); Landung auf Cape Canaveral (KSC); ISS-12A.1 SH-LSM ITS-P5. Mission Celsius.

Der Start war ursprünglich für den 07. Dezember 2006 vorgesehen, musste aber wegen tiefliegender Wolken abgesagt werden.

Das Hauptziel der Mission war der Transport und die Installation des P5 Truss-Segments mit einer Masse von 1,9 Tonnen an die Internationale Raumstation als wesentlicher Beitrag für deren Energiesystem.

Die Discovery koppelte nach zweitägigem Alleinflug am 11. Dezember 2006 an die Raumstation ISS an. Danach erfolgten gemeinsame Arbeiten mit der ISS Expedition 14. Zu den ersten Aufgaben gehörte der Transfer von Sunita Williams zur ISS. Thomas Reiter wechselte zur Crew von STS-116, um mit diesem Flug zur Erde zurückzukehren.

Die erste EVA unternahmen Robert Curbeam und Christer Fuglesang am 12. Dezember 2006 (6h 36m) zum Befestigen und Verbinden des P5-Trägers mit dem P4-Träger. Außerdem ersetzten sie eine defekte Video-Kamera am S1 Truss. Da die beiden Astronauten mit diesen Arbeiten schneller als geplant fertig waren, konnten noch einige zusätzliche Arbeiten erledigt werden.

Am 13. Dezember 2006 versuchte die Crew das Sonnensegel am P6 auszufahren. Wegen Schwierigkeiten beim Ausfahren des Segels (40% waren entfaltet) entschied sich die Flugkontrolle das Sonnensegel erneut komplett auszurollen. Es folgte eine Serie von 40 vergeblichen Kommandos, um das Problem zu lösen. Das Ausrollen des Sonnensegels wurde daher für diesen Tag gestrichen.

Die zweite EVA wurde ebenfalls durch Robert Curbeam und Christer Fuglesang am 14. Dezember 2006 (5h 00m) zur Verlegung der Stromversorgung der Kanäle 2 und 3 des elektrischen Systems der Raumstation ausgeführt.

Die dritte EVA durch Robert Curbeam und Sunita Williams wurde am 16. Dezember 2006 (7h 31m) zur Verlegung der Stromversorgung der Kanäle 1 und 4 des elektrischen Systems der Raumstation unternommen. Als zusätzliche Aufgabe für diese EVA, arbeiteten die Astronauten Robert Curbeam und Sunita Williams weiter am vollständigen Ausrollen des klemmenden Solarflügels. Dabei konnten 6 weitere Sektionen entfaltet werden. Am Ende dieser EVA waren 35% ausgerollt.

Eine vierte und ungeplante EVA wurde durch Robert Curbeam und Christer Fuglesang am 18. Dezember 2006 (6h 38m) zum vollständigen Einrollen eines verklemmten Solarflügel ausgeführt.

Wegen schlechter Wetterbedingungen am Kennedy Space Center konnte die erste Landemöglichkeit nicht genutzt werden.

Sunita Williams am 22. Juni 2007 um 19:49 UTC mit STS-117 gelandet.