Załoga :
 

James D. Wetherbee	CDR	5 lot, NASA, USA
James M. Kelly	PLT	1 lot, NASA, USA
Andrew S. W. Thomas	MS1	3 lot, NASA, USA
Paul W. Richards	MS2	1 lot, NASA, USA
Ekspedycja-2 (z Ziemi na ISS):
Jurij W. Usaczow	MS5	4 lot, RKA, Rosja
James S. Voss	MS3	5 lot, NASA, USA
Susan J. Helms	MS4	5 lot, NASA, USA
Ekspedycja-1 (z ISS na Ziemię):
William M. Shepherd	MS3	4 lot, NASA, USA
Jurij P. Gidzenko	MS4	2 lot, RKA, Rosja
Siergiej K. Krikalow	MS5	5 lot, RKA, Rosja

22.02.2000 wyznaczony wcześniej do tej misji Umberto Guidoni został przesunięty do misji STS-100.

Ładunek :

MPLM - "Leonardo".

Orbita :

i=51,57°; h=362-378  km

Przebieg lotu :

Odliczanie od stanu T-43 godziny rozpoczęto 05.03.2001 o 15:00.

Start 08.03.2001o 11:42:09,085 (zapłon SRB 0,026 s wcześniej) z wyrzutni LC-39B w KSC. W T+9 minut orbiter osiągnął orbitę 60-212 km, która manewrem OMS-2 (w T+40 minut) została podniesiona do pułapu 185-219 km. O 13:29 zostały otwarte drzwi ładowni.

Z powodu trudności z ustawieniem jednego z paneli baterii słonecznych na module P6 dokowanie odbyło się z około 40-minutowym opóźnieniem i nastąpiło 10.03.2001 o 06:38. Wkrótce po połączeniu utracono kontakt radiowy poprzez stację łączności w White Sands. Po 34 minutach awaria, spowodowana błędem oprogramowania została usunięta. W tym czasie kontakt załogi orbitera z Ziemią był utrzymywany dzięki załodze stacji, z którą kontaktowała się ona poprzez radio VHF, a ta przekazywała meldunki do kontroli lotu. O 08:51 otwarto włazy pomiędzy orbiterem i stacją. Rozpoczęto proces wymiany stałej załogi stacji, poprzez zainstalowanie w statku ratowniczym Sojuz TM-31 fotela anatomicznego Jurija Usaczowa w miejsce fotela Jurija Gidzenki, co nastąpiło o 10:34. O 11:54 włazy pomiędzy orbiterem a stacją zostały zamknięte w celu obniżenia ciśnienia przed spacerem EVA.

11.03.2001 o 05:12 rozpoczęła się EVA-1 z udziałem astronautów Jamesa Vossa i Susan Helms. Pierwszą czynnością astronautów było rozłączenie okablowania adaptera PMA-3. W trakcie prac detektor hydrazyny przypadkowo wyleciał z rąk Helms, na szczęście jednak skierował się w stronę ładowni, gdzie został złapany przez Vossa. Kilka minut później Voss utracił w podobny sposób przenośne urządzenie mocujące. Niestety nie udało się go odzyskać i trzeba było skorzystać z zapasowego. Astronauci przenieśli okablowanie PMA na lewy boczny łącznik CBM, gdzie zostanie on tymczasowo pozostawiony. Następnie zdemontowali antenę ECS, która przeszkadzałaby przy relokacji łącznika. Kolejną czynnością było zamontowanie na powierzchni Destiny łoża dla manipulatora SSRMS, który zostanie zamontowany na stacji w misji STS-100. Zadanie zostało wykonane o 08:48. Ponieważ opóźnienie w przebiegu EVA-1 sięgnęło w tym czasie godziny, kontrola lotu zdecydowała o przełożeniu zaplanowanych na ten spacer czynności podłączeniowych na powierzchni Destiny na spacer EVA-2. Astronauci jedynie zamocowali, bez późniejszego podłączenia, zestaw kabli zasilających i sterujących dla SSRMS. O 11:24 PMA-3 został uchwycony manipulatorem RMS. O 11:38
astronauci powrócili do śluzy, jednak nie rozpoczęli jej napełniać powietrzem, tylko podłączyli skafandry do wewnętrznego sytemu podtrzymywania życia, aby w wypadku kłopotów z przyłączeniem PMA służyć pomocą. O 11:59 rozpoczęła się operacja relokacji PMA-3. Ponieważ dwa systemy pozycjonujące podawały operatorowi manipulatora RMS, którym był Andy Thomas różne dane, zdecydowano po zbliżeniu PMA-3 na 20 cm ponownie odsunąć go na dystans 50 cm i ponowić manewr. Przyłączenie PMA-3 zostało dokonane o 13:45. Zaplanowana na 5 godzin i 45 minut EVA-1 została ostatecznie zakończona o 14:08, czyli po upływie 8 godzin i 56 minut, co stanowi rekord czasu trwania EVA. Poprzedni rekord został ustanowiony przez trzech astronautów w misji STS-49 w 1992 roku i wynosił 8 godzin i 29 minut. Wykaz spacerów EVA i SEVA.

12.03.2001 o 03:16 ponownie otwarto włazy pomiędzy orbiterem a stacją. O 03:37 operator manipulatora RMS Andy Thomas uchwycił nim  moduł zaopatrzeniowy Leonardo i począwszy od 04:09 rozpoczął przemieszczać go do miejsca dokowania. W tym czasie, o 04:45 zakończono drugi etap procesu wymiany stałej załogi stacji. W miejsce fotela anatomicznego Siergieja Krikalowa w statku Sojuz TM-31 został zainstalowany fotel Jamesa Vossa. O 06:02 moduł Leonardo został przyłączony do modułu Unity. Po wejściu do modułu nie udało się uruchomić jego systemów podtrzymywania życia. Okazało się, że nie zostało zainstalowane jedno złącze w sieci elektrycznej. Problem został usunięty przez Shepherda.

13.03.2001 o 05:23:28 rozpoczęła się EVA-2 z udziałem astronautów Andy Thomasa i Paula Richardsa. W jej trakcie zostały podłączone kable energetyczne i telemetryczne do łoża SSRMS, czego nie zdążono zrobić podczas EVA-1 a także zamontowany zestaw części zapasowych na powierzchni Destiny. Prócz tego astronauci podłączyli laboratorium Destiny do sytemu zasilania stacji, oraz naprawili drobne, ale dość
kłopotliwe uszkodzenie w naciągu baterii słonecznych modułu P6, które stwarzało problemy z jego pozycjonowaniem. To ostatnie wykonane zostało poprzez uderzenie, które spowodowało zamknięcie ostatniego z czterech zamków mocujących. Na szczycie modułu P6 sprawdzili też stan próbnika do pomiaru potencjału pola elektrycznego w okolicy stacji. Próbnik ten po zainstalowaniu w misji STS-97 nie przesyłał sygnałów, ale podczas kontroli w misji STS-98 działał prawidłowo. Wkrótce potem próbnik ponownie przestał przesyłać dane. Astronauci stwierdzili, że nie świeci się żadna z jego kontrolek. EVA-2 zakończona została o 11:44, czyli trwała 6 godzin i 21 minut.

14.03.2001 o 06:00 zakończono proces wymiany stałej załogi stacji. W miejsce fotela anatomicznego dowódcy pierwszej ekspedycji, Williama Shepherda w statku Sojuz TM-31 został zainstalowany fotel Susan Helms. Oficjalnie Shepherd pozostanie dowódcą stacji aż do zamknęcia włazów przed rozłączeniem obu obiektów. O 14:12 rozpoczęto manewr podniesienia orbity zespołu orbitalnego, który trwał 50 minut. Manewr został przyśpieszony o kilkanaście godzin, aby połączyć go razem z manewrem COLA (Collision Avoidance). Ten ostatni miał na celu oddalenie się na bezpieczny dystans od przenośnego urządzenia mocującego PAD (Portable Attachment Device), zgubionego podczas spaceru EVA-1.

15.03.2001 ze względu na opóźnienia w załadunku modułu Leonardo kierownictwo lotu zdecydowało się przedłużyć lot o jedną dobę.

16.03.2001 o 11:42 rozpoczął się drugi godzinny manewr podniesienia orbity zespołu Discovery/ISS.

17.03.2001 o 09:17 rozpoczął się trzeci godzinny manewr podniesienia orbity zespołu Discovery/ISS.

18.03.2001 o 04:34 moduł Leonardo został zamkniety i zahermetyzowany. O 07:59 operator manipulatora RMS Andy Thomas uchwycił nim moduł. O 10:42 moduł Leonardo został odłączony od ISS, a o 12:04 został ponownie ulokowany w ładowni orbitera.

19.03.2001 o 02:32 nastąpiło zamknięcie włazów pomiędzy wahadłowcem a stacją i jednocześnie oficjalnie dowództwo ISS przejął Jurij Usaczow. O 04:31:52 nastąpiło odłączenie Discovery od ISS po 8 dniach 21 h 54 min wspólnego lotu.

Lądowanie na orbicie #201 zostało odwołane z powodu wiatru i deszczu na KSC.

21.03.2001 o 06:26:06 rozpoczęto manewr deorbitacji (2 min 54 s).

Lądowanie na bieżni SLF (RW15) KSC nastąpiło 21.03.2001 o 07:31:41.

Czas lotu: 12d 19h 49m 32s.

Powrót z załogą:
 

James D. Wetherbee James M. Kelly Andrew S. W. Thomas Paul W. Richards	12d 19h 49m 32s
William M. Shepherd Jurij P. Gidzenko Siergiej K. Krikalow	140d 23h 38m 54s.