STS-71
ミールとオービタの距離が約75mになったところで、ステーションが静止した。ギブソンは手動で約10mまで近づけ、最終アプローチを行った。近づく速度は毎秒30mmで、接触時は毎秒33mmであった。接触は、横誤差25mm以内、回転誤差0.5°以内でほぼ完璧に行われた。ジェット点火は必要なかった。ドッキングは、バイカル湖上空約400kmで行われた。スペースシャトル側はアンドロジナスドッキング機構を備えたオービタ・ドッキング・システム(ODS)、ミール側はクリスタルがドッキングの接点となった。アトランティスの前方ペイロードベイに位置するODSは、ドッキングシーケンス中、完璧に作動した。
ドッキングが完了すると、アトランティス-ミールは、合計質量が約225トンとなり、それまで軌道上に存在した最大の宇宙船となった。両方のハッチが開かれ、STS-71の乗組員がミール内に入り、歓迎セレモニーが開かれた。同じ日、ミール18の乗組員の役割がミール19の乗組員に正式に引き継がれ、両者は宇宙船を交換した。
翌5日間の合計約100時間、生物医学実験やアトランティスとミールの間での物資の移動を含む、アメリカ合衆国とロシアの共同運用が行われた。後方ペイロードベイに設置されたスペースラブモジュールを用いて、心臓血管及び肺機能、ヒト代謝、神経科学、衛生及び放射線、行動パフォーマンス及び生物学、基礎生物学、微小重力研究の7つの分野で15の生物学医学実験が行われた。ミール18の乗組員は試験の被験者となり、また3か月ぶりに重力のある環境に戻る準備として熱心に運動等を行った。
100以上の尿と唾液のサンプル、約30の血液のサンプル、20の表面サンプル、12の空気サンプル、いくつかの水サンプル、多数の呼吸サンプルを含む多数の医学サンプルやディスク、カセットがミールからアトランティスに移された。