STS-127
エンデバーは、アメリカ東部夏時間7月15日18時3分(日本時間7月16日7時3分)にケネディ宇宙センターから打ち上げられた。そして7月17日13時47分(日本時間7月18日2時47分)、ISSとのドッキングに成功した。
エンデバーの乗組員7人がISSに乗り移った時点で、若田光一飛行士ら長期滞在員と合わせてISSとしては過去最多の13人がステーションに滞在することになった。
STS-123、STS-124で取り付けられたきぼう日本実験棟に船外実験プラットフォーム(EF)と船外パレットを取り付け、きぼうを完成させた。また、アメリカ側ペイロードとして曝露機器輸送用キャリア(Integrated Cargo Carrier-Vertical Light Deployable: ICC-VLD)も同時にISSへ運搬され、P6トラスの6基バッテリーORUの交換や予備の曝露機器のISSへの保管などが行われた。約14日間の飛行中、計5回の船外活動が行われた。エンデバーは7月28日13時26分(日本時間7月29日2時26分)、ISSとのドッキングを解除し、耐熱システムや飛行制御システムなどの最終点検にて問題のないことを確認。7月31日10時48分(日本時間23時48分)、フロリダ州のケネディ宇宙センターの15番滑走路に着陸し、無事帰還した。
STS-119でISSに飛行し、JAXA飛行士としては初めての約3ヶ月間のISS長期滞在ミッションを終える若田光一が6月中にこの便で帰還する予定だったが、打ち上げ延期により帰還も遅れる事となった。最終的に若田光一宇宙飛行士の宇宙滞在日数は137日15時間05分となり、日本人の宇宙滞在最長記録を更新した。