哥伦比亚号于北美东部时间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温度和压力异常。8:58:00，航天飞机进入得克萨斯州上空，赫斯本德呼叫地面控制中心，只说了一句“嗯…… -{zh-cn:休;zh-tw:休;zh-hk:侯;}-（-{zh-cn:斯敦;zh-tw:士頓;zh-hk:斯頓;}-）……”（），通话就突然中断。地面控制中心之后发现无法读取航天飞机左翼温度传感器的数据，胎压数据也突然消失，随即于8:59:15呼叫了哥伦比亚号。机组成员这时已经察觉到传感器的异常。赫斯本德在8:59:32回复，刚说出“收到……”（），之后一个词尚未说完就与地面失去联系。这是哥伦比亚号与控制中心的最后一次通话，此时航天飞机位于德克萨斯州上空约。上午9时，有地面目击者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9:12确认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。