La Nasa a annoncé la composition de l'équipage prévu pour cette mission le 5 décembre 2008 :
Commandant : George D. Zamka (2)
États-Unis
Pilote : Terry Virts (1)
États-Unis
Spécialiste de mission 1 : Stephen K. Robinson (4)
États-Unis
Spécialiste de mission 2 : Kathryn P. Hire (2)
États-Unis
Spécialiste de mission 3 : Robert Behnken (2)
États-Unis
Spécialiste de mission 4 : Nicholas Patrick (2)
États-Unis
Les sorties extra-véhiculaires
12 février de 2h09 à 8h39 (durée prévue de 6h30) par Behnken et Patrick : Robert Behnken doit retirer le revêtement de protection du port du module Unity pour le rendre opérationnel puis va ensuite enlever huit revêtement situés sur les ports d'amarrage de Tranquility. Pendant ce temps, Nicholas Patrick va installer un circuit électrique sur le panneau avionique de Tranquility et déconnecter les câbles d'alimentation électrique reliant le module à Endeavour. Behnken et Patrick vont ensuite déplacer la plateforme utilisé actuellement par le bras manipulateur Dextre pour l'installer sur la poutre. Cette plateforme est stockée comme pièce de rechange car Dextre utilisedra dans le futur une plateforme plus évoluée qui doit être installée par la mission STS-132. Pendant ces travaux, l'équipage de la navette transfère à l'aide du bras Canadarm le module Tranquility pour l'amarrer à Unity. Behnken et Patrick achèvent leur sortie en effectuant des raccordements électriques entre les deux modules.
14 février de 2h09 à 8h39 (durée prévue de 6h30) par Behnken et Patrick : Les deux astronautes vont passer les quatre premières heures à raccorder les conduits d'ammoniac du système de régulationthermique entre le laboratoire Destiny et Tranquility. Les travaux suivants consisteront à installer une protection thermique sur chacun des cinq point d'attaches utilisés pour fixer Tranquility dans la soute d'Endeavour, à préparer le port d'amarrage de Tranquility, qui doit servir de point d'attache de la Coupole durant la sortie suivante, et installer des poignées et une valve d'évent sur le nouveau module.
17 février de 2h09 à 8h39 (durée prévue de 6h30) par Behnken et Patrick : Les astronautes vont terminer les travaux de configuration des circuits de refroidissement et travailler ensuite à achever la mise en place de la coupole et du module d'accouplement pressurisé PMA-3 qui doit être déplacé à l'extrémité de Tranquility. Ces travaux consisteront à raccorder des câbles électriques, enlever six panneaux isolants protégeant la coupole panoramique, enlever trois vis verrouillant chaque capot situés les sept hublots de la coupole et installer des poignées. Les deux dernières tâches avant la fin de cette sortie seront de refermer le couvercle protégeant la caméra centrale du port d'amarrage supérieur du module Unity où était placé temporairement le module PMA-3 et enlever douze brides de serrage et un joint tournant de conduite flexible sur le segment de poutre P1 de la Station spatiale.