STS-3xx
直近のSTS-123ミッションの後、エンデバーは定期メンテナンスのため、オービタ整備施設に入った。メンテナンス後、エンデバーは、STS-124が安全に地球に帰還できなくなった場合のSTS-326に備え、スタンバイに入った。固体ロケットブースターの準備が2008年7月11日に始まり、1か月後に外部燃料タンクがケネディ宇宙センターに到着し、8月29日に固体ロケットブースターと接続された。9月12日にエンデバーに固体ロケットブースターが搭載され、1週間後に第39発射施設Bに運ばれた。
STS-125に先立ってSTS-126が打ち上げられて以降、アトランティスは10月20日にスペースシャトル組立棟に戻され、エンデバーは10月23日に第39発射施設Aに移された。STS-125の打上げの際は、アトランティスが第39発射施設Aに移された。
通常、飛行2日目に耐熱シールドの検査が行われるが、このミッションでは飛行2日目にエンデバーがアトランティスとランデブーし、捕まれていたため、飛行2日目の検査が行われず、その代わり、検査は乗組員の救出後に行われることになった。飛行3日目に最初の宇宙遊泳が行われ、この時にエアーロック間に綱を設置し、大型の船外活動ユニット(EMU)を運ぶ。マッカーサーのEMUを再加圧した後、アトランティスに戻し、その後、エンデバー上で再加圧し、飛行2日目の活動は終了する。
最後の2回の宇宙遊泳は、飛行3日目に予定された。1度目でグランスフェルドは、ジョンソンとマッシミノがEMUをアトランティスに移すのを支援するためにエンデバーを減圧する。彼とジョンソンはその後エンデバーを再加圧し、マッシミノはアトランティスに戻り、最後の宇宙遊泳で、彼は、アルトマン、グッドとともに残りの装備と彼ら自身をエンデバーに運ぶ。彼らは、RMSが故障した場合に備え、待機する。損傷したオービタは、地上からの指令で軌道離脱し、太平洋のハワイ北方で着水するように指令を受けることになっていた。飛行5日目にはエンデバーの耐熱シールドの検査を行い、飛行8日目に着陸することとなっていた。
残り2つのオービタでプログラムを続けることはできないと考えられるため、このミッションでスペースシャトル計画が終了する可能性もあった。
2009年5月21日、NASAは公式にエンデバーを救出ミッションから解放し、STS-127の準備に向かわせた。これにより、背の高いアレスI-Xを落雷から守るために、第39発射施設Bに避雷針を取り付けることが可能となった。