Start von Cape Canaveral (KSC); Landung in Cape Canaveral (KSC).

Mission "International Microgravity Laboratory" (IML-2). Hierbei handelte es sich um verschiedene Experimente zur Erforschung der Mikrogravitation auf Metallschmelzen und lebende Organismen. Von deutscher Seite gab es dazu die Experimentieranlagen TEMPUS (Berührungsfreier Schmelzofen) und NIZEMI (Niedergeschwindigkeits-Zentrifugen-Mikroskop), das dazu diente bei verschiedensten Organismen (Kressesamen, Schleimpilzen, Pantoffeltierchen) den Punkt zu bestimmen, an dem diese Organismen auf Schwerkraft reagieren. Außerdem gab es noch eine Messanlage, um auch kleinste Gravitationsschwankungen zu messen und ein Aquarium mit kleinen Molchen und Quallen. Die Ergebnisse waren weniger spektakulär als noch bei D-2 (STS-55), wissenschaftlich betrachtet aber sicherlich ähnlich erfolgreich. Zwei der mitgeführten erwachsenen Molche überlebten die Reise aber nicht.

Zu den Life Sciences Experimenten gehörten: Aquatic Animal Experiment Unit (AAEU) im Rack 3, Biorack (BR) im Rack 5, Biostack (BSK) im Rack 9, Extended Duration Orbiter Medical Program (EDOMP) and Spinal Changes in Microgravity (SCM) im Center Isle, Lower Body Negative Pressure Device (LBNPD), Microbial Air Sampler (MAS), Performance Assessment Workstation (PAWS) im Mitteldeck, Slow Rotating Centrifuge Microscope (NIZEMI) im Rack 7, Real Time Radiation Monitoring Device (RRMD) und der Thermoelectric Incubator (TEI) beide im Rack 3. Mikrogravitations-Experimente waren: Applied Research on Separation Methods (RAMSES) im Rack 6, Bubble, Drop and Particle Unit (BDPU) im Rack 8, Critical Point Facility (CPF) im Rack 9, Electromagnetic Containerless Processing Facility (TEMPUS) im Rack 10, Free Flow Electrophoresis Unit (FFEU) im Rack 3, Large Isothermal Furnace (LIF) im Rack 7, Quasi Steady Acceleration Measurement (QSAM) im Rack 3, Space Acceleration Measurement System (SAMS) im Center Isle und das Vibration Isolation Box Experiment System (VIBES) im Rack 3.

Es wurde der bis dahin längster Flug eines Space Shuttle.