Chuyến bay vẫn được thực hiện đúng như dự kiến, cho dù điều kiện thời tiết xấu trong nhiều ngày liền.

Tuy nhiên, thời điểm phóng tàu đã lùi lại mất vài phút. Đồng hồ đếm ngược dừng lại khi còn 31 giây và tiếp tục chạy sau 2 phút 20 giây.

Tàu con thoi Atlantis mất 42 giây để biến mất hoàn toàn trên bầu trời. Sau tám phút rưỡi, tàu lên đến quỹ đạo và tắt hoàn toàn động cơ chính khi đạt tốc độ 27.000 km/giờ.

Trung tâm điều khiển tại thành phố Houston, bang Texas sau đó thông báo tàu đã lên đến quỹ đạo an toàn.

Đây là chuyến bay cuối cùng của tàu con thoi Mỹ lên vũ trụ. Sau này, việc đưa các nhà du hành vũ trụ Mỹ lên không gian sẽ do tàu con thoi của Nga thực hiện với mức phí Mỹ phải trả là 56 triệu USD mỗi người.

Việc "đi nhờ" sẽ tiếp tục cho tới khi các công ty tư nhân của Mỹ chế tạo được tàu không gian để đưa các nhà du hành vũ trụ lên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS).

Trong thời gian này, Cơ quan Hàng không Vũ trụ Dân sự (NASA) sẽ tập trung vào việc chế tạo các động cơ tên lửa có khả năng đưa nhà du hành đi xa hơn trong vũ trụ. Tuy nhiên, do khó khăn về ngân sách nên các chương trình của cơ quan này có thể bị trì hoãn.

Phát biểu sau khi tàu Atlantis được phóng đi, Tổng thống Mỹ Barack Obama đề ra mục tiêu cho NASA là đưa các tàu không gian có người lái tới một hành tinh khác, có thể là Sao Hỏa.

"Lần phóng này đánh dấu chuyến đi cuối cùng của tàu con thoi, nhưng nó đưa chúng ta vào kỷ nguyên mới của cuộc khám phá không bao giờ kết thúc nhằm đạt tới những giới hạn mới mà khám phá mới trong không gian," Tổng thống Mỹ nói.

Việc NASA chấm dứt chương trình sử dụng các tàu con thoi sau hơn 30 năm sử dụng đã khiến nhiều người thất vọng, đặc biệt là các nhà du hành từng làm việc trong không gian.