国佛罗里达州肯尼迪航天中心39号发射台发射升空，于12月7日15时03分（协调世界时20时03分）与国际空间站命运号实验舱对接，于12月15日12时28分（协调世界时17时28分）解除对接，于12月17日12时56分（协调世界时17时56分）降落于肯尼迪航天中心。作为九一一袭击事件后的第一次航天飞机发射任务，奋进号航天飞机携带了代表在袭击事件中遇难者的星条旗、准备寄给遇难者家属的明信片、袭击发生时飘扬在华盛顿宾夕法尼亚大道上空的美国国旗、从纽约世贸大厦废墟中发挖出来的美国国旗等物品。