STS-4

Štart sa uskutočnil 27. júna 1982 v čase 14:59:59,8 UT. Bol to prvý štart raketoplánu, ktorý sa uskutočnil hneď v prvom plánovanom termíne. V čase 15:02:10.8 UT sa od nádrže ET odpojili štartovacie motory SRB, avšak vo výške o 600 metrov menšej, než sa predpokladalo. Dvojici motorov sa navyše neotvorili hlavné padáky, preto dopadli na hladinu Altantického oceánu rýchlosťou približne 150 m/s a potopili sa. Trojica vodíkovo-kyslíkových motorov SSME bežala až do času 15:08:32,5 UT. Po ich vypojení bol raketoplán na nižšej dráhe, ako sa očakávalo a jendotlivé operácie sa oneskorovali až o niekoľko desiatok sekúnd oproti predpokladom. Prázdna a už nepotrebná nádrž ET sa od orbitera oddelila v čase 15:08:50,6 UT. O necelé dve minúty neksôr Columbia vykonala manéver OMS-1, aj po ňom sa však stále pohybovala na suborbitálnej dráhe s perigeom vo výške iba 62 km. Až druhý manéver OMS-2 v čase 15:37:41 UT ju dostal na východiskovú dráhu vo výške približne 240 km.

V čase 16:40:10 UT sa začalo otváranie dverí nákladového priestoru. Po otvorení dverí posádka zahájila prácu s experimentmi. Najprv natočila raketoplán do polohy, v ktorej smeroval svojou dlhšou osou k Zemi, avšak z nejakého dôvodu sa z tejto polohy neustále vychyľoval. Nakoľko raketoplán pred letom silne zmokol, vedenie letu rozhodlo, že bude lietať bruchom čo najviac namiereným k Slnku, aby vysušilo prípadne navlhnuté dlaždice tepelnej ochrany. Kvôli tomu museli byť ale obmedzené vojenské merania.

Približne šesť hodín po štarte sa ďalším manévrom motorov OMS (Orbital Maneuvering System) Columbia dostala na dráhu s vyšším apogeom a o trištvrte hodiny neskôr nasledoval ďalší manéver, ktorý jej dočasne eliptickú dráhu zmenil opäť na približne kruhovú vo výške 306 km. V čase 22:15 UT spustila posádka ďalší experiment, reaktor na výrobu mikroskopických latexových guličiek. Toto zariadenie umiestnené na obytnej palube bolo prvýkrát použité už pri misii STS-3 a patrilo medzi civilné experimenty. 28. júna boli postupne spustené ďalšie experimenty: zariadenie pre kontinuálnu elektroforézu a experiment pre výskum žiarenia povrchu raketoplánu. 29. júna sa uskutočňovali pokusy s manipulačným ramenom raketoplánu RMS (Remote Manipulator System). Na jeho konci bol umiestnený detektor kontaminácie IECM (Induced Environment Contamination Monitor), ktorý mal zisťovať množstvo splodín z motorov RCS (Reaction Control System). Z dôvodu technických závad však nezískali žiadne údaje.

Pri skúškach zatvárania dverí do nákladového priestoru nastali problémy. Ľavobočné krídlo dverí sa v dôsledku tepelnej deformácie spôsobenej nerovnomerným zahrievaním nedarilo uzavrieť. Riadiace stredisko sa rozhodlo uviesť raketoplán do rotácie okolo pozdĺžnej osi, aby bol zahrievaný rovnomerne zo všektých strán. Po tomto zásahu na ďalší deň sa už problematické krídlo dverí uzavrieť podarilo. Uskutočňovali sa tiež pilotné skúšky, počas ktorých Columbia prešla na dovtedy najvyššiu dráhu raketoplánu nad Zemou - výška 324 km. Mattingly tiež vyskúšal obliekanie si skafandru pripravovaného pre budúce výstupy do otvoreného priestoru z raketoplánu. Šiesty deň letu bol venovaný predovšetkým ukončovaniu experimentov a prípravám na pristátie.

Pristátie prebehlo 4. júla, na americký Deň nezávislosti. Pristátie sa uskutočnilo na kalifornskej základni Edwards Air Force Base, ktorú v ten istý deň opustil na chrbáte Boeingu 747-SCA druhý dokončený letuschopný exemplár raketoplánu - Challenger. Motorický pristávací manéver Columbie sa uskutočnil o 11:10 východoamerického letného času. Zostup do atmosféry bol o niečo strmší než pri predchádzajúcich letoch a stroj musel kvôli inému sklonu dráhy aj viac manévrovať. Kolesá hlavného podvozku sa dotkli pristávacej dráhy v čase 16:08:40 UT. Asi o desať sekúnd na dráhu dosadlo aj predné koleso. Dojazd Columbie meral 2945 metrov.