På slaget 16.39 dansk tid gik Discovery-rumfærgen i luften fra rumfartscenteret i Cape Caneveral i Florida. »På vegne af de mange millioner af mennesker, der tror på, hvad vi gør; held og lykke, god vind, og hav det lidt sjovt deroppe«, sagde NASA's ansvarlige for opsendelsen, Mike Leinbach, ifølge nyhedsbureauet Reuters til astronauterne få minutter før take off. I voldsom røg og damp og med en enorm flamme efter sig kunne Discovery flyve op i en blå himmel til applaus fra tilskuerne, der blandt andre talte USA's førstedame Laura Bush og en række medlemmer af Kongressen. Efter to minutter i luften skilte de to startraketter sig fra rumskibet uden problemer. De havde tilsammen brændt tre millioner kilo brændstof af. Og ni minutter efter opsendelsen nåede Discovery som planlagt i kredsløb og kunne slukke for tre af motorerne. Problemer løst NASA oplyser, at problemerne med den ene af fire brændstofmålere ikke har vist sig i denne omgang, som man ellers frygtede. Det var problemer med brændstofmåleren, der forhindrede opsendelsen af Discovery for to uger siden. Derfor har NASA fulgt sensorernes reaktion på påfyldningen af de hele 2,27 millioner liter brændstof meget nøje. NASA ville dog formentlig have sendt Discovery i luften uanset eventuelle problemer med brændstofmåleren, da to af de fire målere skulle være nok. 12 dage i rummet Målet med Discoverys rejse, der varer 12 dage, er at teste en række værktøjer, der er udviklet i kølvandet på Columbia-ulykken samt at aflevere forsyninger og foretage reparationer på den internationale rumstation.