その後、シャトルは90年代初頭のシャトル・ミール計画や ISS 建設などに駆り出され再び多数の飛行を行った。シャトル・ミール計画はアポロ・ソユーズテスト計画以来となる米露共同での宇宙計画遂行となり、大量の物資輸送のためのシャトル用のモジュール、スペースハブが開発されている。また、アメリカのシャトルにロシア人宇宙飛行士が乗り込む光景も見られた。なお、コロンビアは旧型で重量が重く軌道を合わせることができないために、シャトル・ミール用のミッションには参加できていない。シャトル・ミール計画に続く ISS 計画ではプロトンKとともにステーションの主要区画を輸送するための重要な輸送機として利用された。また、米露以外は有人宇宙飛行能力を持たないため、ロシア以外では唯一の人員輸送可能打ち上げ機であり、多数のクルーを輸送することにも向いていたため、ESAやJAXAの宇宙飛行士も乗せて、多くの回数にわたって利用された。他国との協力も行われ、実験などを目的に各国の宇宙飛行士がシャトルに乗って宇宙に到達している。1992年の9月12日には日本がシャトルのスペースラブで実験を行うこととなり、毛利衛が日本人として初めてシャトルに搭乗している。その後も多くの日本人宇宙飛行士がスペースシャトルを利用している。また、1993年12月にはハッブル宇宙望遠鏡に対する修理・長寿命化を目的としたサービスミッションが行われている。老化したハードウェア交換により運用寿命を伸ばし、新型科学装置の導入によって科学的能力を増大させることを目的にして行われた。これ以降もハッブルに対し 4 回にわたってサービスミッションを行っている。
1986年1月28日、STS-51-Lにおいてチャレンジャー号が打ち上げ 73 秒後に爆発し、7 名の飛行士全員が犠牲になる事故が発生した。乗員の中には宇宙授業計画で宇宙へ行く最初の教師としてクリスタ・マコーリフが含まれており、NASA TV などを通して生中継が行われていたために社会的に大きな騒動となった。事故調査のためにロナルド・レーガン大統領によってロジャース事故調査委員会が組織され、墜落事故の原因を探ることとなった。残骸の回収が大規模に行われ、史上最大規模の海上捜索が行われた。原因は当日の冷え込んだ気温による固体燃料ブースターのOリングの破損であり、この破損から派生した破壊で SRB と外部燃料タンクが連鎖的に分解し、最終的にオービタを吹き飛ばしたものとされる。また、事故直後には乗員が生存していた可能性があることも判明した。ロジャース委員会は、以前から契約企業がOリングが冷却下で破損される可能性があることを指摘していたにもかかわらず NASA がこの報告を退けていたこと、またシャトルの利用増加で打ち上げスケジュールが過密化してこれらを見逃す要因になっていたことなどを原因の一端として指摘している。事故以降、シャトル打ち上げ計画は 32 か月間にわたって中断されることとなり、SRB の再設計ほか多くの改良が行われることになり、ミッション計画の再計画も行われた。NASA は当時スペースシャトル計画に非常に注力していたため、この事故をきっかけに NASA 全体の計画の練り直しが行われることになった。1988年9月29日、チャレンジャー事故後最初のミッション STS-26 が行われ、無事に成功した。なお、失われたチャレンジャーに変えてエンデバー (Endeavour ) が製造され、1991年5月にケネディ宇宙センターに搬入され、翌年に初飛行を行っている。
最初の完全機能版オービタはコロンビア (Columbia ) であり、カリフォルニア州パームデールで製造された。1979年3月25日、ケネディ宇宙センターまで運ばれ、ユーリ・ガガーリンの人類初の宇宙飛行の20周年にあたる1981年4月12日に 2 名のクルーをのせて初打ち上げが行われた。チャレンジャー (Challenger ) は1982年7月に、ディスカバリー (Discovery ) は1983年11月に、アトランティス (Atlantis ) は1985年4月にそれぞれケネディ宇宙センターに搬入されている。なお、チャレンジャーはもともと構造試験機であったが、同じく滑空・着陸試験機のエンタープライズを改装した場合と比べてより安く改装できたことから実用機に改装されることになった。この時期には宇宙での有人実験のほか衛星の放出などが盛んに行われた。また、有人機動ユニットを利用した命綱なしの宇宙遊泳、初の衛星回収、スペースラブを利用した宇宙での実験に加え、ESA のウルフ・メルボルトの宇宙飛行も行われた。1984年の STS-41-B からはミッションの名前の付け方も変更され、本格的な循環利用に移行した。ディスカバリーは1985年だけで 4 回の飛行を行っている。
神戸水道の水源である千苅貯水池を水源として、水道水として供給している地域は千苅ダム下流、武庫川合流手前にある千苅浄水場（1967年（昭和42年）完成）を通じて、神戸市北区の藤原台や鹿の子台などの北区の北部付近地域にとどまり、これは神戸水道からの供給ではない。また六甲山系を越えたエリアにあるひよどり台などは除く鈴蘭台などの北区広域では、千苅貯水池及び青野ダム（三田市）と阪神水道から水を供給できるようになっているが、これも神戸水道からではなく神戸市が新たに築いた水道からである。よって、千苅貯水池の水が神戸水道を通じてブレンドされることなく水道水となっているエリアは存在しない。 また、東灘区周辺では住吉川と阪神水道との混合、中央区から兵庫区周辺では神戸ウォーター（KOBE WATER）とも称される布引貯水池（布引ダム）の水が奥平野浄水場に送水されて六甲山の湧水と阪神水道からの水が混合され供給されている。但し、給水区域が入り組んでおり、また標高差により給水ルートなどが違うため、同じエリアでも水源は異なる場合がある。当初は神戸市の渇水対策として神戸市民への飲料用水道として築かれたこの水道であるがその役割は阪神水道のパイプが主体となっており、今では上ヶ原浄水場から神戸市内臨海部の工業地域に向け殺菌等の水処理をしていない工業用水道用としての配水官に転用もされている。神戸市では、当初に開発した2か所の貯水池だけでは合併などによる人口増には対応できず、当時の市域から遠く離れた千苅貯水池を1919年（大正8年）に完成させたが、それ以降自己水源の拡張は昭和30年代から現在までは頭打ちの状態で、1967年（昭和42年）に阪神水道企業団を通じて淀川の水を導入して以降は急増する人口を賄う水は、ほとんど阪神水道の拡張に頼る状態であった。現在、神戸市全域では阪神水道からの水は全体の75%までを占め、水道からコップに水を注げばその8割近くは淀川の水となっている。しかし、災害など万が一の事態に備え、現状阪神水道の約2%にすぎない布引湧水や住吉川などの取水を続け、北区以外にも神戸市最大の自己水源である千苅貯水池の水を給水できるように導水路を確保している。