La navette Discovery a décollé malgré un problème de jauge d'hydrogène liquide. Les sept astronautes de cet équipage, commandé pour la première fois par une femme, doivent effectuer une mission de 11 jours 19 heures et 15 minutes vers l'ISS.
Après l'arrimage et la mise en exploitation du mini-module logistique pressurisé italien (MPLM) "Raffaello" que la navette aura acheminée à l'ISS, les astronautes effectueront trois sorties extravéhiculaires.
L'équipage est commandé par Eileen Collins qui fait partie du corps des astronautes de la NASA depuis 1990. Elle a déjà effectué trois vols spatiaux totalisant 22 jours 10 heures et 38 minutes en orbite en tant que pilote de Discovery et d'Atlantis et commandant de bord de Columbia. Elle est mariée et mère de deux enfants. Elle aime le golf, la course à pied, la lecture, la photographie et l'astronomie.
Outre les Américains, l'équipage de la navette comprend un astronaute de l'agence spatiale japonaise JAXA Soichi Noguchi qui effectuera aussi une sortie spatiale.