W efekcie zdarzenia zginęła cała siedmioosobowa załoga:
- Rick D. Husband,
- William C. McCool,
- David M. Brown,
- Kalpana Chawla,
- Michael P. Anderson,
- Laurel B. Clark,
- Ilan Ramon,
W wyniku dochodzenia ustalono, że przyczyną katastrofy był kawałek pianki, który odłamał się podczas startu promu w dniu 16 stycznia 2003. Został uszkodzony system ochrony termicznej na krawędzi natarcia lewego skrzydła orbitera. Podczas ponownego wejścia uszkodzone skrzydło powoli się przegrzewało i rozpadało, co ostatecznie doprowadziło do utraty kontroli i rozpadu pojazdu nad środkowo-wschodnim Teksasem.