Głównym wydarzeniem misji był test nowego plecaka odrzutowego, za pomocą którego jeden z astronautów oddalił się od wahadłowca na odległość około 100 m. Pierwszym człowiekiem, który odłączył się od statku kosmicznego był Bruce McCandless. Swobodny lot trwał półtorej godziny i w tym czasie astronauta powoli manewrował wokół wahadłowca. Przez cały czas drugi astronauta – Robert Stewart dyżurował z nałożonym plecakiem w ładowni, aby w każdej chwili mógł udzielić pomocy. Gdy McCandless powrócił do ładowni, na krótki swobodny spacer udał się Stewart. Również ta próba miała pomyślny przebieg. Po raz drugi astronauci sprawdzili plecaki (drugą parę) 9 lutego. Próba ta wypadła pomyślnie i stworzyło to możliwość praktycznego ich wykorzystania. McCandless i Stewart wykonali wiele prób poza pokładem statku, dotyczących kotwienia przy wahadłowcu uszkodzonych satelitów w przyszłości, wykonania ich naprawy, zamontowali nożny ogranicznik (hamulec MFR) ułatwiający przemieszczanie się astronautów wzdłuż ładowni, sprawdzili urządzenie do przetłaczania paliwa między satelitami. Załoga brała też udział w realizacji licznych eksperymentów z fizyki, technologii, inżynierii materiałowej i biologii. Wyprodukowano m.in.