Старт прошел в штатном режиме. На борту космического челнока находятся шесть астронавтов, их миссия к Международной космической станции продлится 12 дней. Они доставят на станцию около 12 тонн оборудования, в том числе российский исследовательский модуль "Рассвет", а также совершат три выхода в открытый космос.

Это 32-й и последний полет "Атлантиса", который начал летать в космос в 1985 году. После его возвращения у NASA останется лишь два шаттла, "Дискавери" и "Индевор", которые совершат последние миссии в сентябре и ноябре 2010 года соответственно. Затем полеты к МКС будут осуществлять российские "Союзы".

Предполагалось, что к 2015 году будет создан новый американский космический корабль "Орион" и ракеты-носители серии "Арес", однако в феврале 2010 года Белый дом принял решение отказаться от этих планов.