Pamela Melroy Eileen Collins után a második amerikai nő, aki űrrepülőgépen parancsnokként repülhetett. Egyszerre két női parancsnok a világűrben – Pamela Melroy az STS–120, Peggy Annette Whitson az első női ISS parancsnok.
Jellemzői
A beépített kanadaiCanadarm (RMS) manipulátor kart 50 méter kinyúlást biztosított (műholdak indítás/elfogása, külső munkák [kutatás, szerelések], hővédőpajzs külső ellenőrzése) a műszaki szolgálat teljesítéséhez. Az Orbiter Boom Sensor System (OBSS) rendszerrel újabb 15 méterrel meghosszabbították a manipulátor kinyúlási távolságát. Az első nap teljes körű külső vizsgálatot végeztek.
A küldetés fő céljai a legénység csere végrehajtása, a 16. személyzetből Clayton Conrad Anderson helyére a Nemzetközi Űrállomás 16. expedíciója új tagjaként Daniel Michio Tani került. Végrehajtották az üléscseréket. Az Olaszország által készített Harmony modul, valamint a P6 rácsszerkezet szállítása az ISS űrállomásra. A P6 rácsszerkezet kettő napelemszárnyat hordoz. Szállítottak négy energia átalakítót (DDCU) valamint a szerelés/működtetés felszereléseit. A Tanárok az űrben program – támogatta a NASA és a Lockheed Martin – keretében 500 000 diák elektronikusan aláírt több óriásplakátot, amit egy lemezre szkennelve a világűrbe szállítottak.
Az STS–107 katasztrófáját követően bevezették a mentő űrrepülőgép STS–3xx – (STS–320)/Szojuz űrhajó készenlétét. A mentő űrrepülőgép négy fővel indulva hozna vissza űrhajósokat, illetve a Szojuz űrhajó két fordulóval tudna az űrállomáson rekedt űrhajósokból állományt menteni. A Discovery biztonságos landolását lehetetlenné tevő sérülés vagy meghibásodás esetén az Atlantis STS–320 jelű küldetése kísérelhette volna meg a legénység megmentését legkésőbb 2008. szeptember 5-éig. Az Atlantis négyfős legénysége az STS–122 küldetés tagjaiból állt volna.
A dokkolás megszűnésével az űrrepülőgép lassú sodródása következett, 450 méter távolságban indították a főmotorokat.
Űrséták
Első űrséta (kutatás, szerelés) alatt a Node-2 egységet szerelték fel az űrállomásra. Az egységgel 20%-kal megnőtt a hasznos belső tér. A másodikon a P5/P6 rácsos szerkezetet és a kapcsolódó napelemeket szerelték. A harmadik űrsétán folytatták a P5/P6 rácsos szerkezet üzemkész állapotba helyezését. A negyedik űrsétán a 2B és 4B napelemtömbön keletkezett sérülést javították. Az ötödik űrsétán nem hajtották végre.
(zárójelben a dátum és az időtartam)
EVA 1: Parazynski és Wheelock (2007. október 26., 6 óra 14 perc)
EVA 2: Parazynski és Tani (2007. október 28., 6 óra 33 perc)
EVA 3: Parazynski és Wheelock (2007. október 30., 7 óra 08 perc)
EVA 4: Parazynski és Wheelock (2007. november 3., 7 óra 19 perc)
Tizenötödik nap
2007. november 7-én a Kennedy Űrközponton (KSC), kiinduló bázisán szállt le. Összesen 15 napot, 2 órát, 23 percet és 55 másodpercet töltött a világűrben. 10 050 000 kilométert (6 250 000 mérföldet) repült, 238 alkalommal kerülte meg a Földet.
Személyzet
(zárójelben a repülések száma az STS–120 küldetéssel együtt)
