Les astronautes, partis avec 40 minutes de retard en raison d'un problème avec un équipement de communication, ont préparé le principal module pressurisé du laboratoire orbital japonais Kibo (Espoir, en japonais) à l'installation sur l'ISS et l'ont fixé sur le module Harmony de la station.
Ils ont récupéré le bras robotisé de la navette laissé sur l'ISS par Endeavour. Les astronautes ont également examiné et ont essayé de nettoyer un élément endommagé du système de rotation de l'aile du panneau solaire de la station, a conclu M.Curie.
Il s'agit du 35e vol spatial pour Discovery sur 123 effectués par les navettes américaines dont 26 à destination de l'ISS. C'est aussi le deuxième vol sur les trois prévus pour la livraison et l'assemblage du laboratoire Kibo qui sera le plus grand élément de la station doté de ses propres sas et de son propre bras manipulateur pour réaliser des expériences extravéhiculaires.
L'équipage de la navette comprend Mark E.Kelly (commandant), Kenneth T.Ham (pilote), Karen L.Nyberg, Ronald J.Garan, Michael E.Fossum, Gregory Chamitoff et l'astronaute japonais Akihito Hoshide. Greg Chamitoff remplacera l'astronaute américain Garrett E.Reisman qui se trouve à bord de l'ISS depuis mars.