Start von Cape Canaveral (KSC); Landung auf Edwards AFB. Wegen eines technischen Problems in der automatischen Startsequenz erfolgte der Start der Mission STS-51B mit einer Verspätung von zwei Minuten und 18 Sekunden.

Zweiter Einsatz des Spacelab, jedoch der erste mit einem vollständig ausgerüsteten Spacelab. Die Bandbreite des Spacelabs konnte somit eindrucksvoll demonstriert werden.

Insgesamt 15 astrobiologische, astro- und geophysikalische, biologische und Werkstoff-Experimente: Versuche zur Kristall-Züchtung und Flüssigkeits-Physik, zwei Affen und 24 Ratten waren mit an Bord. Ein von Studenten der Universität Utah gebauter zur Untersuchung bestimmter Radarwellen vorgesehener kleiner Satellit (NUSat) kann ohne Probleme ausgesetzt werden, ein weiterer Satellit (GLOMR = Global Low Orbiting Message Relay Satellite) konnte dagegen nicht ausgesetzt werden und wurde wieder mit zurückgenommen. Beide Satelliten wurden bzw. sollten aus Getaway-Kanistern gestartet (werden), was eine Neuerung darstellte.

Die beiden Nutzlastspezialisten Wang und van den Berg standen u.a. für Untersuchungen bereit, die prüfen sollten, ob autogenes Training und andere Konzentrationsübungen (Biofeedback) hilfreich sind, die Weltraumkrankheit zu bekämpfen.