Leestma (PS-1), Kanadyjczyk Marc Garneau (PS-2) i . Astronauci wystartowali z Przylądka Canaveral 5 października 1984. Podczas tego lotu prowadzono z orbity badania oceanów i lądów, a wśród załogi był oceanograf i geolog. Astronauci umieścili w kosmosie satelitę przeznaczonego do obserwacji klimatycznych ERBS (Earth Radiation Budget Satellite), a na czas lotu platformę badawczą OSTA-3 z radarem SIR-B. Leestma i Sullivan (pierwsza Amerykanka w otwartym kosmosie) odbyli także spacer, podczas którego połączyli dwa zbiorniki na paliwo. Później przez to połączenie przepompowano paliwo ze zbiornika pełnego do pustego. Potwierdziło to możliwość uzupełniania materiałów pędnych w zbiornikach satelitów. Po 8 dniach lotu 13 października wahadłowiec wylądował na pasie KSC.