Start von Cape Canaveral (KSC); Landung auf der Edwards AFB.

Der ursprünglich vorgesehene Starttermin musste verschoben werden, weil die Steuerung eines Haupttriebwerks ausgewechselt werden musste. Der nächste vorgesehene Starttermin am 17. Oktober 1989 musste ebenfalls verschoben werden, weil schlechtes Wetter auf dem Notlandeplatz in Cape Canaveral herrschte.

Wesentliche Aufgabe der Mission war das Aussetzen der Jupiter-Raumsonde Galileo (Beginn der äußerst erfolgreichen Galileo-Mission). Danach erfolgten geophysikalische, chemisch-medizinische und technisch-optische Experimente. An Bord war auch wieder die IMAX (70-Millimeter)-Kamera, die letztmalig bei der Mission STS-29 zum Einsatz gekommen war. Mit den von der Crew gemachten Aufnahmen wurde der Film "The Wild Blue Yonder" vom Regisseur Werner Herzog hergestellt.