Previsto inicialmente para às 18h56 de sexta-feira, a ameaça de mau tempo na região de cabo Cabo Canaveral, na península da Flórida, pode obrigar a Nasa a mudar o local de aterrissagem. A previsão é de nuvens baixas, ventos e chuvas na região. As alternativas de pouso são as bases Edwards, na Califórnia, e White Sands, no Novo México.
Durante a madrugada os astronautas fizeram novas revisões estruturais utilizando câmeras de controle remoto. "Até agora tudo corre bem. Os sistemas veiculares estão funcionando corretamente e a tripulação se encontra em boa forma", disse Engelauf.
Desde o desastre com a Columbia, em 1 de janeiro de 2003, a revisão dos ônibus espaciais passou a ser um procedimento de rotina antes da fase de reentrada na atmosfera. Naquela ocasião a Columbia se desintegrou como resultado de um ruptura em sua estrutura, causado por uma placa de isolamento que se soltou do tanque externo no momento do lançamento.
A operação de retorno ocorreu às 20h10 de quarta-feira, logo depois do desacoplamento junto ao complexo espacial. As imagens transmitidas pela NASA-TV e retransmitidas pelo ApoloChannel mostraram o ônibus espacial efetuando um giro de 180 graus à frente da ISS. Segundo o Centro de Controle da Missão, MCC, em Houston, a manobra foi necessária para confirmar que a nave não havia sofrido avarias em sua estrutura, permitindo o retorno segura à Terra.
Momentos antes de deixara ISS, os seis tripulantes originais do Discovery e o astronauta alemão Thomas Reiter, se despediram da Expedição 14 a bordo da ISS.
Reiter foi substituído pela especialista Sunita Williams, que junto ao astronauta Michael López-Alegria e ao cosmonauta russo Mikhail Tyurin, permanecerão por cerca de seis meses na ISS. "Foi um momento muito divertido. Agora é difícil me despedir", disse o astronauta alemão.
Quando a Discovery já estava a 250 metros separada da ISS, o comandante Mark Polansky se despediu mais uma vez dos ocupantes da ISS. "Obrigado pela hospitalidade, e espero que aproveitem o novo sistema elétrico da estação". Alguns instantes depois era iniciada a sequência de de retorno.
Esta caminhada foi decidida pelos diretores do MCC, depois que as tentativas anteriores de dobrar manualmente os paineis solares fracassaram. A operação teve êxito na segunda-feira e abriu espaço para a montagem de um novo rotor, que aponta continuamente os painéis em direção ao Sol.
Durante a missão, os astronautas transferiram para a ISS aproximadamente 2 mil quilos de equipamentos, entre materiais técnicos e suprimentos. Agora a ISS está com massa total de 213 toneladas e mais de 73 metros de comprimento.
A Nasa prevê mais 13 missões para concluir a montagem da ISS antes de 2010. Em seguida os ônibus espaciais serão substituídos por uma nova série de cargueiros, de maior envergadura e maior capacidade de carga.