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

Der Start musste am 30. September 1983 wegen technischer Probleme verschoben werden. Ulf Merbold wurde erster Nicht-Amerikaner an Bord eines Space Shuttle. Außerdem war es die erste Raumfahrtmission mit sechs Astronauten an Bord und der erste Einsatz des in Europa gebauten Raumlabors Spacelab (Spacelab 1, SL-1).

Insgesamt wurden 73 Experimente auf den Gebieten Plasma-Physik, Astronomie, Sonnenphysik, Materialwissenschaften, Technologie, Lebenswissenschaften und Erderkundung durchgeführt. Der Fortgang der Mission lief so gut, dass man schließlich die auf 9 Tagen angesetzte Dauer um einen weiteren Tag verlängerte.

Wenige Stunden vor dem Wiedereintritt stürzten zwei Navigationsrechner ab. Glücklicherweise konnte einer der Rechner wieder hochgefahren werden. Eine Untersuchung nach dem Flug ergab, dass die GPCs ausfielen, als sich durch die RCS-Steuerdüsen-Bewegung eine Lötstelle löste, und so einen Kurzschluss auf der CPU-Platine auslöste. Unmittelbar vor der Landung fingen zwei der drei APUs (Auxiliary Power Units) aufgrund eines Hydrazin-Lecks Feuer. Die Landung verlief dennoch erfolgreich. Das Leck wurde erst entdeckt, nachdem das Feuer, welches erheblichen Schaden an diesem Teil des Orbiters angerichtet hatte, von selbst erloschen war.