1995年2月3日，因技术问题推迟发射一天的美国“发现”号航天飞机终于从佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心升空。
2月6日下午，发现号航天飞机经过三天半的追逐，终于在距地面395公里的空间轨道上赶上了俄罗斯和平号轨道空间站，基本上按计划实现了两国航天飞行器械的历史性会合。这是自1975年美国阿波罗飞船与前苏联联盟号飞船实现首次对接后，美俄航天飞行器的第二次空间会会。
这时，发现号与和平号都在太平洋上空以相对于地面每小时人8万公里的时速高速飞行。在会合后的13分钟里，两者的最短距离是11.9米，达到了会合的高潮时刻，也令身处太空的六位发现号宇航员和另三位早已在太空中呆了数月的和平号宇航员们激动难言。从分别摄自发现号和和平号乘员仓的实况电视图像可以看到，双方宇航员隔窗相望、招手致意。当发现号航天飞机上的机长詹姆斯·韦瑟比透过驾驶舱玻璃看见轨道站上的宇航员正向他把手时，兴奋地说:“这最大空芭蕾！”而坐在驾驶席上的女宇航员柯林斯因全神贯注地监控着航天飞机的运行情况，无暇向轨道站上的同行祝贺。
在发现号的六人乘员组内，有80年代末曾经在和平号逗留一年的俄罗斯宇航员符拉基米尔。蒂托夫。由于会会需要双方极为精细的配合，他不断与和平号上的同胞对话，通报航天飞机的运行情况。近距离逗留之后，发现号逐渐与和平号拉开距离，在 120米之外围绕轨道空间站飞行了一段时间。
除了与和平号轨道站会合，发现号航天飞机的宇航员还释放并回收了一个小型太空望远镜。另外，他们还在一个商业性的太空实验室内进行科学实验，其中两人进行了一次太空行走。
2月7日，第二位搭载美国航天飞机的俄罗斯宇航员蒂托夫借助发现号上15米长的机械臂把一颗近1270公斤重的天文观测卫星“斯已达”释放到了轨道上，并于15日航天飞机返航前将其收回，带回地面供数据分析之用。
2月9日，伯纳德·哈里斯和迈克尔·福勒走出机舱，开始了他们的首次太空行走。其中，哈里斯是步入宇宙开放空间的第一位黑人，也是美国现有95名宇航员中的两名黑人之一。
这次太空飞行历时8天，航程560万公里。由5名美国宇航贝和 1名俄罗斯宇航员组成的乘员组，按计划成功地完成了航天飞机与俄罗斯“和平号”轨道空间站的会合，2月11日晨顺利返回地面。这次会合标志着美俄两国空间合作的新起点，也表明国际空间合作走向了新的里程。