Start von Cape Canaveral (KSC); Landung in Cape Canaveral (KSC). Der Start war ursprünglich für 09. März 1991 geplant. Drei Wochen vorher, nur wenige Tage nachdem die Discovery zur Startrampe gerollt war, entdeckten Arbeiter an den Scharnierklappen, an denen Treibstoffleitungen des Außentanks in den Orbiter münden, feine Risse. Daher wurde entschieden, das Shuttle zurück in die Konstruktionshalle zu bringen.

Die Mission war ein weiterer militärischer Shuttle-Flug, der aber erstmals nicht geheim war.

Die veröffentlichte Nutzlast enthielt unter anderem: Air Force Program 675 (AFP-675), Infrared Background Signature Survey (IBSS) mit Critical Ionization Velocity (CIV), Chemical Release Observation (CRO) und Shuttle Pallet Satellite-II (SPAS-II) Experimente, sowie Space Test Payload-1 (STP-1). Die als geheim eingestufte Nutzlast enthielt einen Multi-Purpose Release Canister (MPEC). Weiter waren an Bord: Radiation Monitoring Equipment III (RME III) und Cloud Logic to Optimize Use of Defense Systems-IA (CLOUDS-I).

Im Laderaum des Space Shuttle befanden sich die AFP-675-Nutzlast und der Versuchskomplex IBSS (umfasste Aussetzen der Plattform SPAS-II und drei CRO-Satelliten und Wiedereinfangen von SPAS-II). Schließlich setzte die Mannschaft den SDI-Satelliten MPEC in die Erdumlaufbahn aus.

Die hohe orbitale Bahnneigung von 57 Grad zum Äquator erlaubte es, weite Teile der Landmasse zu überfliegen und zu untersuchen. So wurden Umwelt-Ressourcen aufgezeichnet und Problemzonen dokumentiert.

Wegen starker Winde auf der Edwards AFB musste die Landung im KSC in Florida erfolgen.