Az amerikai űrkutatási hivatal, a NASA bejelentése szerint az űrsikló közép-európai idő szerint 16 óra 42 perckor vált le az űrállomásról, és csütörtökön ér majd földet a floridai Cape Canaveralban. Az Atlantis hét fős legénységével kilenc napot töltött az űrállomáson, ahol az asztronauták négy alkalommal tettek űrsétát, és üzembe helyeztek egy új napelemtáblát.

A leválást rendkívül lassan, másodpercenként 50 centiméteres sebességgel hajtották végre. Az eltávolodás előtt Lee Archambault, az űrsikló pilótája tett egy kört az űrállomás körül, hogy a legénység fotókat és videofelvételt tudjon készíteni az állomásról. A tervek szerint az asztronauták, miután 74 kilométerre eltávolodtak az űrállomástól, kamerán keresztül még egyszer ellenőrzik az űrrepülőgép hővédő pajzsának állapotát. Ezt a biztonsági előírást a Columbia űrsikló 2003-ban történt tragédiája után vezették be. 

A NASA hétfőn este engedélyezte az Atlantis hazatérését, nem sokkal azután, hogy a lefuttatott ellenőrzések egyértelműen bizonyították: az űrállomás orosz szegmensének számítógépei újra megbízhatóan működnek a rendszer múlt heti összeomlása után. 

Az Atlantis június 8-án indult a floridai Kennedy űrközpontból, és kilenc napot töltött az űrállomáson, ahol az asztronauták négy alkalommal tettek űrsétát, és üzembe helyeztek egy új napelemtáblát. Ezen kívül kijavították az űrrepülőgép szigetelőanyag-rétegén, az indításkor keletkezett rést. Az Atlantis fedélzetén tér vissza a Földre Sunita Williams űrhajósnő, aki hat hónapot - női asztronauták körében rekordhosszúságúnak számító időt - töltött az űrben. Williams helyét Clayton Anderson veszi át az űrállomáson.