Start von Cape Canaveral (KSC); Landung in Cape Canaveral (KSC). Ursprünglich war der Start für den 23. Juli 1991 geplant, wurde aber zunächst auf den nächsten Tag verschoben, um Zeit für den Austausch einer falsch montierten Elektronik zu haben, die den Abwurf der beiden Feststoffraketen kontrolliert. Die Mission wurde rund fünf Stunden vor dem geplanten Start am 24. Juli 1991 aufgrund eines fehlerhaften Motorsteuergeräts am Hauptmotor erneut aufgeschoben. Damit das Steuergerät ersetzt und auf Funktionalität geprüft werden konnte, wurde der Start auf den 1. August 1991 verschoben. Der Start musste schließlich wegen schlechten Wetters erneut um einen Tag verschoben werden.

Das Aussetzen des Nachrichtensatelliten TDRS-E erfolgte sechs Stunden nach dem Start. Der Satellit war auf einer Inertial Upper Stage (IUS) montiert. Damit wurde ein geostationärer Orbit erreicht. Es war der fünfte Satellit dieser Baureihe.

Die sekundäre Nutzlast bestand aus: Space Station Heat Pipe Advanced Radiator Element II (SHARE II), Shuttle Solar Backscatter Ultra-Violet (SSBUV) Instrument, Tank Pressure Control Equipment (TPCE) und Optical Communications Through Windows (OCTW). Weitere Experimente waren: Auroral Photography Experiment (APE-B) Protein Crystal Growth Ill (PCG Ill), Bioserve / Instrumentation Technology Associates Materials Dispersion Apparatus (BIMDA), Investigations Into Polymer Membrane Processing (IPMP), Space Acceleration Measurement System (SAMS), Solid Surface Combustion Experiment (SSCE), Ultraviolet Plume imager (UVPI); und das Air Force Maui Optical Site (AMOS) Experiment. Mit dem SHARE II-Experiment wurde ein mögliches künftiges Kühlsystem für die Raumstation getestet.

Die Crew war während der gesamten Mission gut beschäftigt und konnte kleinere Probleme an Bord lösen. So fiel das Kühlsystem für das Auxiliary Power Unit (APU) 2 aus, was aber nicht zu Einschränkungen führte. Für die Landung war APU 2 dennoch einsatzbereit.