Raketoplán odstartoval 24. února 2011 v 22:53 středoevropského času z Floridy v USA. Jeho cílem je Mezinárodní vesmírná stanice (ISS), na kterou dopraví nový víceúčelový modul, který je na cestu naplněn zásobami a náhradními díly a je v něm také přepravován první robotický astronaut, Robonaut 2, o kterém jsme psali už dříve. Na cestě zpět by měl Discovery dopravit porouchanou klimatizační jednotku z ISS, aby mohla být podrobena důkladnému zkoumání příčin selhání, ke kterému došlo v minulém roce.

Start byl jen nepatrně opožděn a zdá se, že problěhl v pořádku. V přímém přenosu startu bylo ale několik minut po oddělení pomocných raket na pevné palivo vidět na záběrech z kamery umístěné na hlavní nádrži, jak z raketoplánu odlétlo několik černých pravoúhlých objektů. Mohlo by se jednat o keramické destičky tepelného štítu. Pracovník komentující přenos startu se k této události nijak nevyjádřil. Buď si toho nevšimnul, nebo se raději nijak nevyjadřoval. Bylo ale patrné, že jeho hlas se poté trochu změnil a působil překvapeným a tísnivým dojmem.