Havia a preocupação inicial de que as condições do tempo nas pistas de aterrissagem de emergência não colaborassem e o lançamento pudesse ser suspenso, mas assim que o as condições meteorológicas se tornaram satisfatórias na pista de Zaragoza, na Espanha, os diretores de voo concordaram que não havia mais impedimentos e o lançamento ocorreu às 07h14 pelo horário de Brasília. Dois minutos depois os propulsores de combustível sólido se desprenderam das laterais do ônibus e oito minutos após a ignição era a vez do gigantesco tanque de combustível ser descartado, com o Endeavour entrando na órbita da Terra.
Batizada de STS-130, a missão é composta de seis astronautas que permanecerão no espaço por 13 dias. Durante esse período serão realizadas três atividades extraveiculares - EVAs - com o objetivo principal de anexar à ISS o módulo pressurizado de trabalho "Tranquility", além de uma cúpula panorâmica de seis janelas, que permitirá melhor capacidade de observações da Terra e do espaço.
A missão STS-130 será comandada pelo coronel George Zamka, auxiliado pelo piloto da força aérea Terry Virts, em sua primeira participação em voos espaciais. As atividades extraveiculares serão conduzidas por quatro especialistas: a capitã da marinha Kay Hire, em seu sua segunda missão, Nicholas Patrick, também na segunda missão, o veterano de três voos Steve Robinson e o tenente-coronel Bob Behnken, também na segunda missão.
Cada um dos passeios espaciais terá duração aproximada de 6.5 horas. O primeiro ocorrerá no quinto dia da missão, quando os astronautas Behnken e Patrick removerão a cobertura de proteção do módulo Unity, que receberá o módulo Tranquility com auxílio do braço robótico. Em seguido os astronautas instalarão quatro sistemas de cabos entre os módulos Unity e Tranquility, necessários à alimentação e comunicação do módulo.
No sétimo dia tem início o segundo passeio espacial, quando os conectores do sistema de refrigeração entre os módulos Unity e Tranquility serão instalados pelos astronautas Behnken e Patrick. Além disso, a dupla de especialistas posicionará uma das faces do módulo Traquility em direção à Terra. Esse procedimento permitirá que a cúpula panorâmica seja reposicionada no próximo passeio espacial.
No décimo dia os mesmos astronautas voltam ao espaço e acionam definitivamente as linhas de refrigeração do Tranquility e os cabos de dados. Em seguida removerão a proteção da cúpula e instalarão os corrimões de segurança ao seu redor.