STS-61
船長 - リチャード・コヴィー (4度目)
操縦手 - ケネス・バウアーソックス (2度目)
ミッションスペシャリスト1 - キャスリン・C・ソーントン (3度目)
ミッションスペシャリスト2 - クロード・ニコリエ, ESA(3度目)
ミッションスペシャリスト3 - ジェフリー・ホフマン(英語版) (2度目)
ミッションスペシャリスト4 - ストーリー・マスグレーブ(英語版) (4度目)
ミッションスペシャリスト5 - トーマス・エイカーズ(3度目)
10月30日の暴風の後、Payload Changeout Roomが汚染されたため、第39A発射施設から第39B発射施設に移された。汚染は、最近行われた第39A発射施設の改修の際の砂粒であると考えられ、内部のハッブル宇宙望遠鏡ペイロードパッケージは密閉されていたために影響はなかった。11月18日には、エレボン油圧アクチュエータのトランスデューサーの不具合に見舞われた。アクチュエータの交換には、メイン降着装置からのアクセスが必要なため、オービタ整備施設へのロールバックが必要であった。4つのデルタ-Pトランスデューサーのうち、打上げ実施基準には3つだけが必要なため、このトランスデューサーは取り外され、飛行中検査されなかった。乗組員は11月27日にケネディ宇宙センターのNASAシャトル着陸施設に到着し、28日15:20にペイロードベイのドアが閉じられた。最初の打上げの試みは12月1日だったが、天候の悪化のため、延期となった。延期の直前には、制限海域に長さ800フィートの船が進入していたことも中止の状況となった。その:ため、12月2日4:26から5:38の打上げ窓に24時間延期された。打上げ重量は250,314ポンド、ペイロード重量は17,662ポンドだった。打上げ後、宇宙飛行士は機体のチェックを行い、打上げから7時間半後に就寝した。
ハッブル宇宙望遠鏡は、23:27(EST)に軌道から除去され、COSTARの設置の練習のために再投入された。その後、ペイロードベイの脇に係留され、0:35(EST)にCOSTARが設置された。2:25(EST)に搭載コンピュータの更新が開始され、4:41(EST)にコンピュータシステムの再起動、機能試験が完了した。宇宙遊泳は、100%成功し、6時間50分続いた。
操縦手のケネス・バウアーソックスは、エンデバーの姿勢制御システムを用いて2度の軌道マヌーバを行い、21:14(EST)にハッブル宇宙望遠鏡を594-587kmの軌道から595.8×594.3kmの軌道に押し上げた。COSTARの機能試験も完了した。メモリダンプに失敗した際、搭載コンピュータDF-224や最近設置されたメモリ、コプロセッサに懸念が見られたものの、その後の多くの分析により、ダンプの失敗は宇宙船と地上の間の通信リンクのノイズが原因であると決定された。