NASA zaplanowała początek misji STS-125 na 28 sierpnia 2008 roku, w związku z tym niemożliwe było wykonanie dwóch zbiorników, jednego dla promu Atlantis, a drugiego dla promu Endeavour, który miałby wziąć udział w ewentualnej misji ratunkowej w tak krótkim czasie.
W związku z przesunięciem misji STS-125, zmianie uległ początek lotu STS-126 promu Endeavour do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
Przebieg misji źródło 4 września 2008 – prom Atlantis został ustawiony na wyrzutni LC-39A w KSC. 20 października 2008 – w związku z awarią HST prom został przewieziony z powrotem do VAB. 30 października 2008 – lot został przełożony na 12 maja 2009. 23 marca 2009 – prom został przewieziony z OPF do VAB. 31 marca 2009 – transport promu na stanowisko startowe LC-39A. 24 kwietnia 2009 – podjęto decyzję o przyspieszeniu startu o jedną dobę, nowy termin startu to 11 maja 2009. 8 maja 2009 o 20:00 UTC – rozpoczęto odliczanie przedstartowe. 11 maja 2009 o 18:01:56 UTC – start wahadłowca z wyrzutni LC-39A. 13 maja 2009 – o 17:14 UTC przechwycono HST i zaczęto umieszczać go na platformie serwisowej w ładowni, co zakończyło się powodzeniem o 18:12. 14 maja 2009 12:52-20:12 UTC (7 h 20 min) – EVA-1 (Grunsfeld i Feustel).