Przebieg misji Start źródło Start z przylądka Canaveral nastąpił 27 listopada 1985 roku o godzinie 00:29 GMT. Był to drugi nocny start, a pierwszy przy doskonałej pogodzie. Dzięki temu wzlot był obserwowany z odległości kilkuset kilometrów. Świadkowie dostrzegli odrzucenie rakiet startowych SRB, które nastąpiło na wysokości ponad 50 km. Główne silniki SSME pracowały 8,5 min. Po półgodzinnej przerwie uruchomiono na trzy minuty silniki manewrowe OMS, dzięki czemu Atlantis znalazł się na orbicie przebiegającej na wysokości 350 km.
Umieszczenie satelitów źródło W drugim dniu lotu, 28 listopada 1985 astronauci wyładowali dwa satelity telekomunikacyjne. Pierwszy z nich, Morelos 2, był obiektem przeznaczonym dla tworzonej na potrzeby Meksyku krajowej sieci łącznościowej. Nadzorowanie operacji było jednym z zadań Rodolfo Noriego. Drugi satelita, Aussat 2, wprowadzony na orbitę był własnością Australii. Trzeci, Satcom KU-2, został umieszczony wstępnie na niskiej orbicie 29 listopada 1985. Był przeznaczony dla amerykańskiej firmy RCA. Po uruchomieniu pomocniczego silnika rakietowego satelita znalazł się najpierw na wydłużonej orbicie przejściowej, a następnie na geostacjonarnej. Nastąpiło to 1 grudnia 1985.