Décollage le 3 Février 1984.
Vol de 7 jours.

A partir de cette mission, un nouveau système de numérotation sera utilisé:
Le premier chiffre indique l'année fiscale du lancement prévu (4 pour 1984);
Le second chiffre indique le site de lancement (1 pour le Kennedy Space Center en Floride, 2 pour la Vandenberg Air Force Base en Californie) et la lettre indique l'ordre de lancement prévu (B pour le second lancement).
Ce système fut abandonné après l'accident de Challenger.
Les mauvaises langues prétendent que la seule utilité de ce système était d'éviter qu'une mission de navette
 spatiale porte le numéro 13...

 Première utilisation du MMU pendant 2 EVA (Manned Maneuvering Unit, aussi surnommé le "fauteuil de l'espace"):
L'image forte de cette mission fut celle de Bruce McCandless flottant librement à 98 m de distance de l'orbiteur dans son MMU.
Premier atterrissage sur la piste du Kennedy Space Center.
Satellites largués : PALAPA-B2 (Indonésie) et WESTAR-6 (Western Union). Suite à une malfonction des propulseurs d'appoint PAM-D, ces deux satellites ne seront pas mis correctement en orbite; C'est la mission 51-A de Novembre 1984 qui récuperera ces satellites pour les réparer sur Terre.

Le badge représente Challenger et deux aspects de sa mission: le lancement de satellite et l'utilisation du MMU.