STS-114 a été la première mission de la navette spatiale "Retour en vol" après la catastrophe de la navette spatiale Columbia. Discovery a été lancé à 10 h 39 HAE (14 h 39 UTC), le 26 juillet 2005. Le lancement, 907 jours (environ 29 mois) après la perte de Columbia, a été approuvé malgré des anomalies non résolues du capteur de carburant dans le réservoir externe qui avaient empêché le navette du lancement le 13 juillet, sa date initialement prévue.

La mission s'est terminée le 9 août 2005 lorsque Discovery a atterri à la base aérienne d'Edwards en Californie. Le mauvais temps au-dessus du Kennedy Space Center en Floride a empêché la navette d'utiliser son site d'atterrissage principal.

L'analyse des images de lancement a montré des débris se séparant du réservoir externe pendant l'ascension; c'était particulièrement préoccupant car c'était le problème qui avait déclenché la catastrophe de Columbia. En conséquence, la NASA a décidé le 27 juillet de reporter les futurs vols de la navette en attendant des modifications supplémentaires du matériel de vol. Les vols de navette ont repris un an plus tard avec STS-121 le 4 juillet 2006.