このミッションの主な目的は、ハッブル宇宙望遠鏡 (HST) の放出である。HST は、不明瞭で乱れのある地球の大気から離れた軌道上で、紫外線や可視光や近赤外線を使って天体観測するために設計されていて、NASAとESAの共同開発である。ミッションの残りの期間は、写真撮影と船上での実験が行なわれた。HST の寿命を延ばせる高い軌道に乗せるために、ディスカバリーはこの時点までで最も高い高度600kmまで上昇した。この記録的な高度により、低い軌道からでは不明確である大規模な地球の地理的特徴を写真撮影することが可能となった。2台のIMAXカメラで動画も撮影され、IMAX映画の Destiny in Space に使用された。実験活動は、生物医学技術の研究、先進材料の研究、粒子汚染と電離放射線の測定、無重力下での電気アークを研究する学生科学プロジェクト、などであった。通常よりも高い軌道からの再突入だったため、この時点までで最も長い4分58秒の軌道離脱噴射が必要となった。
第2のペイロードとしては、船外での活動を記録する IMAX Cargo Bay Camera (ICBC) や船内で使う携帯型IMAXカメラ、貨物室内の粒状物質を検出する Ascent Particle Monitor (APM) 、微小重力環境で成長するタンパク質結晶のデータを得る Protein Crystal Growth (PCG) 、船室内のガンマ線を測定する Radiation Monitoring Equipment III (RME III) 、微小重力環境で多孔性制御を測定する Investigations into Polymer Membrane Processing (IPMP) 、無重力状態が電気アークに与える影響を調べる実験の Shuttle Student involvement program (SSIP) 、Air Force Maui Optical Site (AMOS) である。
カリフォルニア州エドワーズ空軍基地 22番滑走路への着陸は、1990年4月29日 13:49:57 UTC （午前6時49分57秒 PDT）であった。滑走距離は 8,874フィート（2,705m）、滑走時間は 61秒であった。着陸時に初めてカーボンブレーキが使われた。オービタは、1990年5月7日にKSCに帰還した。着陸重量は 189,118lb（85,782kg）である。
