STS-126 misijas uzdevums bija nogādāt stacijā iekārtas un krājumus apkalpei. Bez tam notika vairākas iziešanas kosmosā, lai veiktu saules bateriju pagriešanas mehānisma remontu. Ar kosmoplānu stacijā ieradās SKS 18. ekspedīcijas jaunā dalībniece Sandra Magnusa, kas nomainīja Gregoriju Šamitofu.
Endeavour kravas telpā atradās LeonardoDaudzuzdevumu loģistikas modulis (MPLM) ar krājumiem un iekārtām, lai stacijas apkalpi varētu palielināt līdz sešiem cilvēkiem. Starp iekārtām bija papildu guļvietas, vingrošanas trenažieri, ūdens reģenerēšanas iekārta un rezerves daļas.
Gatavošanās lidojumam
Pēc STS-123 misijas beigām Endeavour tika nogādāts uz Orbitālā aparāta sagatavošanas korpusu, lai gatavotu Habla kosmiskā teleskopa remonta misijas STS-125 nodrošināšanai kā rezerves kosmoplānam, gadījumā ja Atlantis nevarētu droši atgriezties uz zemes. 2008. gada septembrī to pārvietoja uz starta laukumu 39B. Tā kā STS-125 misija tika pārcelta uz 2009. gadu, jo negaidīti bija sabojājies Habla teleskops, tad 20. oktobrī gan Atlantis, gan Endeavour tika atgriezts atpakaļ Montāžas ēkā. 22. oktobrī kosmoplāns tika pārvietots uz starta laukumu 39A misijai STS-126.
Lidojuma gaita
Endeavour startēja 2008. gada 15. novembrī 00:55 UTC.
Endeavour tuvošanās manevru laikā pie SKS
Pie stacijas kosmoplāns pieslēdzās 16. novembrī 22:01 UTC. Lūku atvēršana notika 17. novembrī 00:16. 02:50 UTC Magnusa oficiāli pievienojās stacijas 18. ekspedīcijas apkalpei, glābšanas kuģī Sojuz TMA-13 nomainot Šamitofa sēdvietu pret Magnusas, kas tika atvests ar Endeavour.
Leonardo kravas moduļa izcelšana sākās 17. novembrī 16:45 UTC. Stacijas manipulatoru vadīja Petits un Kimbro. Konteiners tika pievienots pie Harmony moduļa 18:04. Pēc hermētiskuma pārbaudēm lūka uz to tika atvērta 23:43 UTC. Pēc tam sākās kravu pārvietošana. Daļa no apkalpes veica ieplānotos eksperimentus.
Leonardo modulis, kurā bija iekrauti eksperimentu materiāli, vairs nevajadzīgās iekārtas un atkritumi, atpakaļ kosmoplāna kravas telpā tika ievietots 26. novembrī 21:52 UTC; manipulatoru vadīja Petits un Kimbro.
Gatavojoties atpakaļceļam, lūkas starp staciju un Endeavour tika aizvērtas 27. novembrī 23:31 UTC. 28. novembrī 14:47 UTC kosmoplāns atvienojās no SKS. Attālināšanās no stacijas tika aizkavēta, jo kosmoplāna aizlidošanas trajektoriju šķērsotu veca krievu pavadoņa atliekas. Kad ceļš bija drošs, 28. novembrī 23:22 UTC tika veikta pēdējā dzinēju iedarbināšana, lai veiktu attālināšanos no stacijas.
29. novembrī 20:33 UTC tika palaists 7 kg pavadonis PicoSat Solar Cell Testbed Experiment. Tas ir izmēģinājumu pavadonis vēlākai misijai PicoSat Solar Cell, kurā tiks pētīta radiācijas degradējošā ietekme uz saules baterijām ģeostacionārajā pārejas orbītā.
Pēc grafika Endeavour nolaišanās bija paredzēta 30. novembrī 18:19 UTC, bet slikto laikapstākļu dēļ Kanaveralas zemesragā tā tika atlikta par vienu stundu. Tā kā arī pēc stundas laiks neuzlabojās, nolaišanās tika pārnesta uz Edvardsa Gaisa spēku bāziKalifornijā. Bremzēšanas impulss tika iedarbināts 20:19 UTC. Endeavour skrejceļam 04L pieskārās 21:25:06 UTC; pilnīga apstāšanās bija 21:26:03 UTC.
Tukšās slāpekļa tvertnes pārvietošana no ESP-3 uz kosmoplāna kravas telpu, iekārtu novietošana uz ESP-3. Aizsargpārklāja noņemšana no Kibo pieslēgmehānisma. Saules bateriju pagriešanas mehānisma tīrīšana un iesmērēšana ar smērvielu, vienpadsmit gultņa veltņu nomaiņa.
Divu Crew and Equipment Translation Aid (CETA) ratiņu pārvietošana no mobilā transportiera vienas puses uz otru. Stacijas manipulatora gultņu iesmērēšana. Turpinājās darbi pie saules bateriju pagriešanas mehānisma tīrīšanas un eļļošanas.
Pabeigta saules bateriju pagriešanas mehānisma gultņa veltņu nomaiņa un iesmērēšana, tika iesmērēts arī otras puses pagriešanas mehānisms. Uzstādīta videokamera uz saules bateriju fermas. Sagatavots Kibo modulis eksperimentu paneļa pievienošanai.
