STS-114 fue la primera misión del transbordador espacial "Return to Flight" después del desastre del transbordador espacial Columbia. Discovery se lanzó a las 10:39 EDT (14:39 UTC), el 26 de julio de 2005. El lanzamiento, 907 días (aprox. 29 meses) después de la pérdida de Columbia, fue aprobado a pesar de las anomalías no resueltas del sensor de combustible en el tanque externo que habían impedido el transbordador desde el lanzamiento el 13 de julio, su fecha originalmente programada.

La misión finalizó el 9 de agosto de 2005 cuando el Discovery aterrizó en la Base de la Fuerza Aérea Edwards en California. El mal tiempo sobre el Centro Espacial Kennedy en Florida impidió que el transbordador usara su sitio de aterrizaje principal.

El análisis de las imágenes del lanzamiento mostró que los escombros se separaban del tanque externo durante el ascenso; esto fue de particular preocupación porque fue el problema que desencadenó el desastre de Columbia. Como resultado, la NASA decidió el 27 de julio posponer futuros vuelos del transbordador a la espera de modificaciones adicionales en el hardware de vuelo. Los vuelos de lanzadera se reanudaron un año después con STS-121 el 4 de julio de 2006.