W 1976 Engle został więc wyznaczony na dowódcę jednej z dwóch załóg, które zrealizowały serię lotów doświadczalnych promu Enterprise w atmosferze (Approach and Landing Test). Wspólnie z Richardem Trulym wykonał trzy loty. Jeden na grzbiecie Boeinga 747 (28 czerwca 1977) i dwa swobodne – z wysokości ponad 7,5 km (13 września i 12 października 1977). Podczas pierwszego doświadczalnego lotu promu Columbia (STS-1) Engle i Truly stanowili załogę rezerwową. W czasie drugiej misji wahadłowca (STS-2) obaj tworzyli już załogę podstawową. Dwudniowy lot odbył się w listopadzie 1981. Od marca do grudnia 1982 Engle pełnił funkcję zastępcy administratora (Associate Administrator) ds. załogowych lotów kosmicznych w centrali NASA w Waszyngtonie. Nie utracił jednak statusu czynnego astronauty i w styczniu 1983 powrócił do JSC. W 1985 wziął udział w jeszcze jednym locie kosmicznym. Był dowódcą siedmiodniowej misji STS-51-I. W 1986 uczestniczył w dochodzeniu wyjaśniającym przyczyny katastrofy wahadłowca Challenger. 30 listopada 1986 – opuścił grupę astronautów NASA.