Nevét korábbi kutatóhajókról kapta, köztük a HMS Discovery, amely részt vett James Cook harmadik felfedezőútján, Henry Hudson Discovery hajója, amelyet 1610-1611-ben használtak az északnyugati átjáró keresésében, és az RRS Discovery, Robert Falcon Scott és Ernest Shackleton 1901-1904-es antarktiszi expedíciójának hajója. A Discovery űrrepülőgéppel indították az Ulysses űrszondát, három TDRS műholdat, a Hubble űrtávcsövet, és ezzel végezték a második és harmadik karbantartó repülést a Hubble-nél. Az 1986-os Challenger-katasztrófa és a 2003-as Columbia-katasztrófa után a Discovery végezte el az első próbarepülést. 1998 októberében a Discovery fedélzetén utazott John Glenn, az első amerikai Föld körüli pályán és akkor 77 évesen a világ legidősebb űrhajósa. A Discovery szolgálata a 2011. március 9-én történt sikeres leszállással befejeződött. 2012-től a Steven. F. Udvar-Hazy Centerben van kiállítva.