STS-114 foi a primeira missão do ônibus espacial "Return to Flight" após o desastre do ônibus espacial Columbia. O Discovery foi lançado às 10:39 EDT (14:39 UTC), 26 de julho de 2005. O lançamento, 907 dias (aproximadamente 29 meses) após a perda do Columbia, foi aprovado apesar das anomalias não resolvidas do sensor de combustível no tanque externo que impediram a ônibus de lançamento em 13 de julho, sua data originalmente programada.

A missão terminou em 9 de agosto de 2005, quando o Discovery pousou na Base Aérea de Edwards, na Califórnia. O mau tempo sobre o Centro Espacial Kennedy, na Flórida, impediu o ônibus de usar seu local de pouso primário.

A análise das imagens do lançamento mostrou detritos se separando do tanque externo durante a subida; isso foi particularmente preocupante porque foi a questão que desencadeou o desastre do Columbia. Como resultado, a NASA decidiu em 27 de julho adiar futuros voos do ônibus espacial, aguardando modificações adicionais no hardware de voo. Os voos de ônibus foram retomados um ano depois com o STS-121 em 4 de julho de 2006.