40px|STS-108 STS-108 (Endeavour F-17); thumb|250px|Dominic Gorie i Mark Kelly w kokpicie Endeavour Trzeci lot w kosmos Gorie odbył w dniach od 5 do 17 grudnia 2001. Był dowódcą Endeavour podczas lotu STS-108. Udział w niej wzięli również: pilot – Mark E. Kelly, specjaliści misji; Linda Godwin (MS-1), Daniel Tani (MS-2) oraz członkowie 4 stałej załogi Międzynarodowej Stacji Kosmicznej: Jurij I. Onufrijenko (MS-3), Carl E. Walz (MS-4) i Daniel W. Bursch (MS-5). Dwa dni po starcie prom dopiero w drugiej próbie połączył się z ISS. 8 grudnia moduł zaopatrzeniowy Raffaello został przyłączony przy użyciu ramienia RMS do modułu Unity, a astronauci rozpoczęli jego rozładowywanie. 10 grudnia przez ponad 4 godziny L. Godwin i D. Tani pracowali na zewnątrz ISS, instalując izolację cieplną wokół mechanizmów obrotu paneli baterii słonecznych. 14 grudnia Raffaello ponownie znalazł się w ładowni wahadłowca. Dzień później wahadłowiec odłączył się od stacji orbitalnej, zabierając na Ziemię trójkę astronautów kończących ponad 128-dniowy pobyt w kosmosie: Franka Culbertsona (MS-3), Władimira Dieżurowa (MS-4) i Michaiła Tiurina (MS-5). Endeavour jeszcze dwa dni krążył po orbicie okołoziemskiej. W tym czasie załoga umieściła w przestrzeni kosmicznej satelitę „Starshine-2”.