На третий день полёта «Индевора», спутник SFU был захвачен краном-роботом и помещен в грузовой отсек шаттла. Краном-роботом управлял японский астронавт Коити Ваката.
Был развернут и выпущен в свободный полёт научно-исследовательский спутник — OAST-Flyer (Office of Aeronautics and Space Technology Flyer). Этот спутник находился в автономном полёте, примерно, 50 часов и удалялся от «Индевора» на расстояние до 72 км. Затем этот спутник был захвачен роботом-краном и вновь помещен в грузовой отсек «Индевора».
Были осуществлены два выхода в открытый космос. Цель выходов — подготовка к сборке на орбите Международной космической станции. Во время первого выхода, астронавты Чиао и Барри проводили различные технологические эксперименты с электрическими и гидравлическими линиями. Во втором выходе участвовали астронавты Чиао и Скотт, которые также проводили технологические эксперименты. Астронавт Скотт испытывал системы терморегулирования своего скафандра в особо жёстких условиях (при температуре до −75 °C).
Проводились исследования озонового слоя атмосферы. Проводились работы по точному измерению высоты полёта шаттла над поверхностью Земли.
Проводились также медицинские и биологические исследования.
