Start von Cape Canaveral (KSC); Landung auf Edwards AFB. Es war der erste Einsatz der Raumfähre Challenger.

Der ursprüngliche Starttermin, der 30. Januar 1983, musste verschoben werden, weil ein Wasserstoffleck in einem der Hauptriebwerke entdeckt wurde, so dass dieses Hauptriebwerk ausgewechselt werden musste. Zudem wurde der auszusetzende Nachrichtensatellit bei einem heftigen Sturm beschädigt, so dass es zu weiteren Startverzögerungen kam.

Die Mannschaft setzte den Nachrichtensatelliten TDRS-A aus, der aber nur eine elliptische Umlaufnahn erreichte. Allerdings gelang es im Laufe der Monate, durch behutsames Feuern der satelliteneigenen Steuerdüsen, diesen doch auf die geplante Umlaufbahn anzuheben.

Es wurde eine EVA durch Story Musgrave und Donald Peterson am 07. April 1983 (3h 52m) unternommen. Dabei wurden Werkzeuge getestet, die später gebraucht werden, um einen Satelliten zu reparieren. Außerdem wurden die neu entwickelten Raumanzüge einer eingehenden Überprüfung unterzogen.

Die wissenschaftlichen Experimente betrafen die Erderkundung, Materialforschung und Navigation. Getestet wurde erneut die Anlage CFES (Continuous Flow Electrophoresis System), die bereits auf STS-4 mitflog und zur Trennung von chemischen Substanzen, insbesondere von Medikamenten aus Stoffgemischen eingesetzt wurde. Mit ihr gelang die Stofftrennung 700-mal schneller als in herkömmlichen Anlagen auf der Erde und die Endprodukte lagen in viermal größerer Reinheit vor. Außerdem wurden mit dem MLR-Experiment (Monodisperse Latex Reactor) idealgeformte Kunststoffkügelchen hergestellt, die als Medikamententräger in der Krebsforschung eingesetzt werden sollen.