לאחר אסון מעבורת החלל צ'לנג'ר בשנת 1986 הוא נקרא לשוב לתפקיד מנהל הסוכנות, ופיקח על שיקום נאס"א מן התאונה. במשך שנתיים ביצעה נאס"א תיקונים במאיץ הדלק המוצק שכשל בעת שיגור הצ'לנג'ר, ושינתה את מבנה ההנהלה שלה. פלטשר ווידא שנאס"א תשפר את הליכי הבטיחות והאמינות שלה, ותבצע שינויים ארגוניים שישפרו את היעילות שלה. שינויים שבוצעו במעבורת בתקופתו שיפרו את הבטיחות שלה, והוא דאג לפיתוח מערכת יציאה מהירה מן המעבורת לשעת חירום. החלטה חשובה שביצע הייתה להגדיל את השימוש במשגרים חד פעמיים לשיגור לוויינים.