北美东部时间2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机完成任务，于8:15开始返航。哥伦比亚号于8:44再入大气层，按计划将于上午9:16着陆。进入大气层后，航天飞机逐渐出现一系列压力和温度异常，8:59左右在德克萨斯州上空约时与地面控制中心失去联系。上午9时，有地面目击者称看到返回的航天飞机分解成多个小亮点，伴有巨大的声响。地面控制团队最终于12分钟后得知哥伦比亚号航天飞机已在空中解体，于是启动应急预案，展开搜救工作。此次任务总时长15天22小时20分钟。当天下午，美国宇航局证实，七名机组人员在此次事故中全部遇难。美国总统乔治·沃克·布什随后发表讲话告知国民哥伦比亚号事故中“没有幸存者”。