As condições do tempo pioraram de sábado para domingo, fazendo com que o lançamento fosse adiado para o dia 4
Estava tudo pronto para a decolagem da Discovery, no sábado, às 3h49 da tarde, do Cabo Canaveral, na costa leste da Flórida. Entretanto, o tempo nublado e a possibilidade de tempestades fizeram com que a decolagem fosse adiada para o domingo, 2 de julho, às 3h26 da tarde. Mas, no domingo, o tempo estava ainda pior do que no sábado, e a decolagem foi novamente adiada, desta vez para o feriado de 4 de julho.
Após um ano de preparação, a Discovery parte para o espaço levando o comandante Steve Lindsey, o piloto Mark Kelly, os especialistas da missão Mike Fossum, Lisa Nowak, Stephanie Wilson e Piers Sellers, além do astronauta europeu Thomas Reiter. A missão tem como objetivo analisar as melhorias em termos de segurança do ônibus espacial, a entrega de suprimentos e carga à estação espacial, a realização de consertos na estação espacial, e o transporte de um terceiro tripulante para a estação espacial.
A missão estava prevista para durar 11 dias, 19 horas e 12 minutos, de acordo com a programação estabelecida pela NASA (Agência Nacional Aero Espacial), que pretende adicionar um dia extra para testar novas técnicas para reparar possíveis defeitos nos componentes de proteção térmica da espaçonave.