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

Der Flug stellte die erste "Shuttle-Reparaturmission" dar. Das Einfangen des US-Satelliten Solar Max klappte zunächst nicht, auch nicht bei einem Versuch von George Nelson, den Satelliten mit der Hand einzufangen. Ein weiterer Versuch mit dem mechanischen Greifarm scheiterte zunächst ebenfalls, so dass die Bergung von der Flugleitung verschoben wurde. Erst am nächsten Flugtag gelang das erfolgreiche Einfangen von Solar Max.

Die Reparatur wurde danach bei zwei EVAs durch George Nelson und James van Hoften am 08. April 1984 (2h 59m) und 11. April 1984 (7h 07m) durchgeführt, wobei die erste EVA hauptsächlich der gescheiterten Bergung diente. Bei der zweiten EVA wurde teilweise die Elektronik ausgetauscht und ein Meteoritendetektor demontiert. Danach wurde Solar Max erfolgreich wiederausgesetzt.

Zu den weiteren Aufgaben der Mannschaft gehörte das Aussetzen der Experimentalplattform LDEF-01 mit 57 Experimenten. LDEF-01 wurde während der Mission STS-32 in 1990 erfolgreich geborgen.

Zu den anderen Payloads dieser Mission gehörten die IMAX Kamera, das Radiation Monitoring Equipment (RME), Cinema 360 sowie das Shuttle Student Involvement Program (SSlP) Experiment.

Wegen der Probleme zu Beginn der Mission wurde die Missionsdauer um einen Tag verlängert.