Misja wystartowała 11 lutego 1997 o godz. 08:55:17 UTC ze stanowiska startowego LC-39A KSC (Launch Complex 39A, Kennedy Space Center) w Merritt Island na Florydzie (USA).
Była to 82 misja STS programu lotów wahadłowców i 22 promu kosmicznego Discovery, oraz druga serwisowa Teleskopu Hubble’a.
Podczas 5 spacerów kosmicznych załoga zainstalowała nowe instrumenty naukowe, a także zamontowała części zamienne i ulepszone.
Podczas czterech spacerów wykonano serwisowanie i modernizację Teleskopu Hubble’a jednak załoga musiała odbyć piąty nieplanowany spacer kosmiczny w celu naprawy izolacji teleskopu.
Była to kolejna misja, która demonstrowała zdolność wahadłowca kosmicznego do serwisowania krążących na orbicie statków kosmicznych.
Załoga STS-82 (z przodu od lewej do prawej): Kenneth D. Bowersox – dowódca, Steven A. Hawley – inżynier lotu i specjalista misji 2, Scott J. Horowitz – pilot, (z tyłu od lewej do prawej): Joseph R. Tanner – specjalista misji 1, Gregory J. Harbaugh – specjalista misji 3, Mark C. Lee – specjalista misji 4, Steven L. Smith – specjalista misji 5.