Po trwającym ponad tydzień wspólnym locie Discovery odcumował od ISS około godziny 13 czasu polskiego. Zanim włączono główny silnik napędowy wahadłowca, wykonał on rundę honorową wokół stacji orbitalnej.
W trakcie lotu powrotnego astronauci muszą sprawdzić wszystkie systemy i elementy, od których zależy bezpieczne wejście w gęste warstwy atmosfery. Po licznych testach NASA jest przekonana, iż nie doszło do naruszenia osłony termicznej wahadłowca. W trakcie startu w powłokę zewnętrzną uderzyło kilka oderwanych fragmentów piankowej izolacji zbiorników paliwa. Uszkodzenie osłony termicznej było przyczyną katastrofy promu kosmicznego Columbia w 2003 roku.
Celem ostatniej misji orbitalnej Discovery było dokonanie prac konserwacyjnych i naprawczych na ISS. By je przeprowadzić, astronauci dwukrotnie wychodzili w otwartą przestrzeń kosmiczną. Pomagali również w naprawie zepsutego generatora tlenu w dostarczonym przez Rosję module stacji. Powrót wahadłowca na Ziemię miał pierwotnie nastąpić w poniedziałek. NASA przedłużyła jednak lot o dwa dni, by załoga miała więcej czasu na wykonanie zadań.
Według aktualnych ustaleń, Discovery wyląduje na Przylądku Canaveral w środę o godzinie 17.58 czasu polskiego.
Przewidziane są jeszcze orbitalne loty bliźniaczych statków Atlantis i Endeavour, zanim w lipcu ostatecznie dobiegnie końca rozpoczęta w kwietniu 1981 roku historia eksploatacji amerykańskich promów kosmicznych.