Передняя сборка и юбка перевозятся в космический центр им. Кеннеди (КЦК) и подготавливаются для следующего полета. Корпуса твердотопливных ускорителей возвращают производителю для контроля и заливки топлива, а затем перевозят в КЦК.
Полностью вся система собирается в корпусе вертикальной сборки. Сначала устанавливаются ускорители на подвижной пусковой платформе, а затем между ними монтируется топливный блок.
После этого корабль-самолет вывозится из монтажно-испытательного комплекса, устанавливается в специальный стапель, поднимается вертикально, аккуратно устанавливается в нужное положение и крепится болтами к топливному блоку. После проведения завершающих проверок вся сборка на пусковой платформе транспортируется на стартовую позицию.
Отсчет времени перед стартом начинается приблизительно за трое суток до пуска, когда руководитель полета выпускает "извещение всем постам", предписывающее обслуживающему персоналу занять свои рабочие места.
Члены экипажа корабля прибывают в КЦК за двое суток до старта и изучают особенности программы полета и действий в аварийных ситуациях. Стартовая команда начинает заправку топливного блока компонентами в ночь перед стартом.
Экипаж просыпается за пять часов до старта (время Т -5) и занимает места в корабле в момент Т -2. Фактически до старта у них остается больше трех часов, поскольку предстартовый отсчет имеет несколько запланированных перерывов на устранение наземными службами возможных мелких непредвиденных неполадок. Последние десятиминутные остановки запланированы на моменты Т –20 и Т –9 мин.
Когда в момент Т –9 мин начинается последний этап предстартового отсчета, все системы корабля активизируются и выводятся на полную мощность. В момент Т –5 мин наземная система электропитания отключается, и происходит переход на питание от бортовых систем.
В момент Т –31 с бортовые компьютеры принимают на себя отсчет времени. В момент Т –9 с топливо начинает поступать в основные двигатели, а в момент Т –6,7 с начинается процесс воспламенения.
При достижении 90% расчетной тяги двигатели прижимают к топливному блоку и толкают его вперед. шаттл изгибается, как огромная плоская пружина; верхушка топливного блока отклоняется почти на метр, а затем возвращается обратно.
В момент Т – 0, когда верхушка бака возвращается в первоначальное положение, поступает команда на включение твердотопливных ускорителей и отстрел нижних крепежных болтов, что позволяет шаттлу оторваться от стартового стола.
В момент Т +7 с отходит пусковая башня, и ЦУП в космическом центре им. Джонсона берет на себя управление полетом. шаттл поворачивается на небольшой угол, чтобы вектор тяги проходил через центр тяжести системы.
В момент Т +60 с топливо в передних сегментах ускорителей выгорает, а тяга основных ЖРД шаттла снижается, чтобы уменьшить нагрузки на конструкцию в период максимального динамического давления.
В момент Т +90 с, когда плотность атмосферы и аэродинамическое сопротивление уменьшаются, мощность двигателей снова увеличивается; увеличивается также и тяга ускорителей вследствие увеличения поверхности горения заряда топлива.
В момент Т +120 с заряд ускорителей полностью выгорает, они отделяются, на парашютах спускаются в океан, а затем подбираются для повторного использования.
Связка Orbiter – топливный блок продолжает совместный полет до момента Т +520 с, когда вырабатывается топливо и выключаются основные двигатели. Через несколько секунд после этого пустой топливный блок отделяется, а Orbiter выходит на эллиптическую околоземную орбиту с апогеем 298 км и перигеем 93 км.
Из точки перигея возможен сход с орбиты после половины витка, а в точке апогея включаются два двигателя системы орбитального маневрирования на две минуты для выхода на круговую орбиту.
После этого астронавты открывают створки грузового отсека, чтобы можно было сбрасывать избыточное тепло из корабля (которое до этого момента отводилось путем испарения воды из водяных баков), и развертывают оборудование, которое будет использоваться в полете.