亚特兰蒂斯号航天飞机是在美国航天飞机计划的最后一次任务中发射的。

STS-135（国际空间站装配飞行 ULF7）是美国航天飞机计划的第 135 次也是最后一次任务。它使用了轨道飞行器亚特兰蒂斯和最初为 STS-335 应急任务处理的硬件，该任务没有飞行。 STS-135 于 2011 年 7 月 8 日发射，并在为期一天的任务延期后于 2011 年 7 月 21 日着陆。四人机组是自 1983 年 4 月 STS-6 以来所有航天飞机任务中最小的一次。该任务的主要货物是多用途后勤舱 (MPLM) Raffaello 和轻型多用途航母 (LMC)，它们被交付给国际空间站（ISS）。 Raffaello 的飞行标志着亚特兰蒂斯号唯一一次携带 MPLM。虽然该任务获得了授权，但它最初在 NASA 预算中没有拨款，这引发了对该任务是否会飞行的质疑。 2011 年 1 月 20 日，项目经理将航班清单上的 STS-335 更改为 STS-135。这允许进行培训和其他特定任务的准备工作。 2011 年 2 月 13 日，项目经理通过一项持续的决议告诉他们的员工，无论资金情况如何，STS-135 都会飞行。在此之前，在面向公众的 NASA 文件中没有正式提及 STS-135 任务。在 2010 年 11 月 16 日在马歇尔太空飞行中心的一次演讲中，NASA 局长查尔斯·博尔登表示，该机构需要飞行 STS -135 于 2011 年运往空间站，原因是用于向国际空间站运送货物的商业火箭和航天器的开发可能出现延误。 “我们希望在 2011 年 6 月执行第三次航天飞机任务（除了 STS-133 和 STS-134），每个人都称之为按需发射任务……这确实需要 [买下] 风险商业货运的开发时间”，博尔登说。该任务包括在美国宇航局 2011 年的授权中，该授权于 2010 年 10 月 11 日签署成为法律，但资金仍然取决于随后的拨款法案。联合空间联盟与 STS-134 签署了任务延期合同；该合同包含与 NASA 的六个为期一个月的选项，以支持持续运营。2011 年 4 月批准的联邦预算要求为 NASA 的太空运营部门提供 55 亿美元，包括航天飞机和空间站计划。据 NASA 称，截至 2011 年 9 月 30 日的预算结束了对资助 STS-135 任务的所有担忧。

亚特兰蒂斯号航天飞机（轨道飞行器名称：OV-104）是属于美国航天和太空探索机构 NASA 的航天飞机轨道飞行器。亚特兰蒂斯号由位于南加州的罗克韦尔国际公司制造，并于 1985 年 4 月交付给佛罗里达州东部的肯尼迪航天中心。亚特兰蒂斯号也是第四个运营中的航天飞机，也是倒数第二个建造的航天飞机。它的首飞是 1985 年 10 月 3 日至 7 日制造的 STS-51-J。

亚特兰蒂斯号于 2011 年 7 月 8 日开始执行其第 33 次也是最后一次任务，这也是航天飞机 STS-135 的最后一次任务。Endeavor 的 STS-134 预计将是 STS-135 于 2010 年 10 月获得授权之前的最后一次飞行。STS -135 利用了 STS-335 按需发射任务的处理，如果 STS-134 的机组人员被困在轨道上，这将是必要的。 2011 年 7 月 21 日，亚特兰蒂斯号最后一次降落在肯尼迪航天中心。

到最后一次任务结束时，亚特兰蒂斯号共绕地球运行了 4,848 圈，行程近 126,000,000 英里（203,000,000 公里），是地球到月球距离的 525 倍多。

亚特兰蒂斯号以 RV Atlantis 命名，这是一艘双桅帆船，从 1930 年到 1966 年作为伍兹霍尔海洋研究所的主要研究船运行。