Był to trzydziesty ósmy lotwahadłowcaDiscovery (OV-103), na zbudowanie którego zawarto kontrakt w 1979 roku. Pierwszy swój lot odbył 30 sierpnia 1984 jakoSTS-41-D.
19.03.2010 – na wyrzutnię przewieziono ładunek użyteczny.
26.03.2010 – FRR (Flight Readiness Review) dopuściło prom do startu w dniu 05.04.2010.
01.04.2010 – do KSC przybyła załoga.
02.04.2010 – o 07:00 od stanu T-43H rozpoczęto odliczanie.
05.04.2010 – o 10:21:24,956 nastąpił start z wyrzutni LC-39A. W T+2' 10" nastąpiło odrzucenieSRB, w T+2' 35" rozpoczęła się asystaOMS. W T+8' 31" nastąpiło MECO (Main Engine Cut Off), w T+8' 47 separacjaET. Prom znalazł się na nietrwałej orbicie o pułapie 55-225 km. W T+37' 03" rozpoczęto manewr OMS-2 (t=129", orbita 227-259 km), a o 13:08 zakończono manewr NC-1 (t=62", dV=30 m/s). Nie udało się aktywować antenypasma Ku (jednocześnie spełniającej rolę radaru zbliżania), która uległa awarii i nie uda jej się podczas lotu naprawić.
06.04.2010 – o 01:56 wykonano manewr NC-2 (t=39", dV=18,8 m/s, orbita 320-335 km). Wykonano aktywacjęRMS,OBSS oraz skanowanieosłony termicznej. O 13:32 wykonano manewr NC-3.
08.04.2010 – krótko przed 02:30MPLM został uchwycony przez RMS, a o 04:24 dołączony doHarmony.
09.04.2010 – o 05:31 rozpoczęła sięEVA-1, w której wzięli udział astronauci Mastracchio i Anderson. Wyszli oni w skafandrachEMU ześluzy Quest. Celem EVA-1 było: rozłączenie zbiornika amoniaku ATA umieszczonego na S1, odblokowanie w ładowni nowego ATA i przeniesienie go na tymczasową lokalizację na MBS, zdjęcie z JEF eksperymentu MPAC/SEED i wymiana RGA-1 na S0. Prócz tego wykonano szereg drobnych prac, jak np. mocowanie kabli itp. EVA-1 zakończyła się o 11:58 i trwała 6 godzin i 27 minut. Wieczorem misję przedłużono o dobę.
11.04.2010 – o 05:30 rozpoczęła się EVA-2, w której wzięli udział astronauci Mastracchio i Anderson. Wyszli oni w skafandrach EMU ze śluzy Quest. Astronauci zamocowali nowy zbiornik amoniaku ATA i tymczasowo zdeponowali stary ATA na POA. Ponieważ problemy z zamocowaniem bolca nr 4 nowego ATA zajęły aż półtorej godziny, pozostałe zadania (podłączenie ATA do systemu chłodzenia, zamocowanie uchwytów na P1 i zdjęcie z ESP-2 osłon MMOD) przełożono na EVA-3. EVA-2 zakończyła się o 12:56 i trwała 7 godzin i 26 minut.
13.04.2010 – o 06:14 rozpoczęła się EVA-3, w której wzięli udział astronauci Mastracchio i Anderson. Wyszli oni w skafandrach EMU ze śluzy Quest. Astronauci podłączyli ATA do systemu chłodzenia, przenieśli stary ATA z POA do ładowni promu, zdjęli niepotrzebne panele izolacji MMOD z ESP-2, przygotowali na Z1 kable do montażu w misjiSTS-132 zapasowej anteny SGANT i zamontowali na P1 uchwyty mocujące. Ponieważ wystąpiły kłopoty z mocowaniem ATA w ładowni promu, zaniechano demontażu z modułuColumbus eksperymentu LWAPA. EVA-3 zakończyła się o 12:38 i trwała 6 godzin i 24 minuty. Podczas EVA kontrola naziemna nie była w stanie zdalnie uruchomić magistrali azotu zbiornika ATA.
15.04.2010 – pojawiły się problemy z jednym z zamków węzłaCBM, do którego przyłączony był MPLM. W związku z tym, zaplanowane na 12:41 odłączenie MPLM od Harmony zrealizowano dopiero o 20:25.
16.04.2010 – około 07:15Leonardo został zamocowany w ładowni promu.
17.04.2010 – o 12:52 prom odłączył się od ISS.
19.04.2010 – o 10:58 z powodu złej pogody lądowanie przeniesiono z orbity #222 na #223, a o 12:57 odwołano w tym dniu.
20.04.2010 – o 10:11 pierwsze z pięciu możliwych w tym dniu podejść do lądowania (w KSC) zostało odwołane z powodu mgły i niewielkich opadów deszczu. W związku z poprawą pogody na Florydzie podejście nr 2 (EAFB) postanowiono pominąć i lądować w KSC. O 12:02:59 rozpoczęto manewrdeorbitacji (t=2' 57", dV=91 m/s). O 13:08:35 prom wylądował na bieżni SLF33 w KSC.
