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

Wesentliches Ziel der Mission war das Aussetzen des 17,5 t schweren Gammastrahlungsobservatoriums GRO am dritten Flugtag. Es wurde eine unplanmäßige EVA durch Jerry Ross und Jerome Apt am 07. April 1991 (4h 24m), um einen verklemmten Antennenmast des GRO zu lösen, erforderlich. Danach folgte eine eingeplante EVA durch Jerry Ross und Jerome Apt am 08. April 1991 (6h 11m) zur Durchführung von Bewegungstests für den Bau einer Raumstation.

Zu den weiteren sekundären Experimente gehörten das Space Station Heat Pipe Advanced Radiator Experiment (SHARE II) (Heizungstests für die zukünftige Raumstation) und der Bioserve Instrumentation Technology Associates Materials Dispersion Apparatus (BIMDA), das den kommerziellen Nutzen von Experimenten im Bereich der Biomedizin, Herstellungsprozesse und Flüssigkeits-Wissenschaften erforschte. Auch gehörten das Protein Crystal Growth Experiment und das Shuttle Amateur Radio Experiment (SAREX) zum wiederholten Mal zum Forschungsprogramm.