Wahana antariksa terakhir dari era pesawat ulang-alik sedang berlangsung hari ini, mulai pukul 8:22 pagi. Kedua pesawat ruang angkasa itu sebenarnya dari kru ISS, Mike Fossum dan Ron Garan Ekspedisi 28, tetapi dibantu oleh kru pesawat ulang-alik. Pilot Pesawat Ulang-alik Doug Hurley dan Spesialis Misi Sandy Magnus akan mengoperasikan lengan robot setinggi 58 kaki di stasiun untuk melakukan manuver para spacewalker di sekitar selama spacewalk.
Fossum, EV-1, adalah spacewalker utama dan mengenakan jas dengan garis-garis merah, sementara Garan, EV-2, memakai pakaian luar angkasa serba putih. Kamera helm Fossum menampilkan angka 20 dan Garan nomor 18.
Para spacewalkers memindahkan pompa pendingin amonia ISS yang rusak dari platform penyimpanan eksternal dan menyimpannya di ruang kargo Atlantis untuk kembali ke Bumi. Mereka juga akan memasang kit demonstrasi pengisian bahan bakar robot dan eksperimen paparan ruang sains bahan.