Schlechtes Wetter hatte im April 2000 dreimal den Start des US Space Shuttle „Atlantis“ zu seiner ersten Mission nach einer Generalüberholung verhindert. Am 24. und 25.04.2000 ließen die Wetterbedingungen in Florida keinen Start zu, am 26.04.2000 war das Wetter in Nordafrika und Spanien zu schlecht für den Fall, daß das Shuttle dort eine Notlandung unternehmen mußte. Nun kamen erstmal die anderen Trägerraketen zum Zug, die in Cape Canaveral auf ihren Start warteten, bevor die NASA den Countdown für die „Atlantis“ wieder aufnehmen konnte. Dafür herrschten beim vierten Versuch nun nahezu optimale meteorologische Bedingungen und auch die Technik spielte mit. Pünktlich am 19.05.2000 um 10:11 UTC hob das Shuttle zur Mission STS-​101  „Atlantis“ F-​21  ab. Ziel des Unternehmens war die im Aufbau befindliche, noch unbemannte, Raumstation ISS. Vor allem Versorgungsgüter für die kommende erste Crew an Bord der Station wurden mit diesem Flug angeliefert, wofür in der Nutzlastbucht das SPACEHAB (diesmal bestehend aus LDM — Logistics Double Module und ICC — Integrated Cargo Carrier) montiert war. Aber auch Montagearbeiten während eines Außenbordmanövers standen auf dem Programm. Zunächst einmal mußten jedoch Kommandant James Halsell und Pilot Scott Horowitz das Rendezvous mit der ISS meistern. Den beiden erfahrenen Astronauten, die ihren fünfter bzw. dritten Raumflug absolvierten, gelang das Manöver ohne Schwierigkeiten. Das neue Glascockpit der „Atlantis“ erleichterte dabei ihre Arbeit. Während sich das Shuttle der ISS näherte, bereiteten sich die Missionsspezialisten auf die anstehenden Arbeiten vor. Mary Weber testete den Manipulatorarm, Jeffrey Williams und James Voss prüften ihre Raumanzüge und auch Susan Helms und Juri Ussatschow, der Vertreter der russischen Raumfahrtbehörde bei diesem Flug, gingen ihre Checklisten für die nächsten Tage durch. Am 20.05.2000 um 04:31 UTC koppelte die „Atlantis“ schließlich an der Station an. Am nächsten Tag stand das Außenbordmanöver als Höhepunkt auf dem Programm. Williams und Voss sicherten zunächst den amerikanischen Lastenkran OTD (Orbital Replacement Unit Transfer Device). Dieser war mit STS-​96  geliefert und montiert worden, hatte sich jedoch in seiner Verankerung gelockert. Der daneben montierte russische GStM-​2  „Strela“ Kran wurde mit mitgebrachten Komponenten vervollständigt und dann vom PMA-​2  zum PMA-​1  Docking-​Adapter am „Unity“ Modul versetzt. Für die weiteren Arbeiten teilten sich die beiden Astronauten auf. Während Williams acht Handgriffe und Fußtritte für zukünftige EVAs montierte, verlegte Voss Kabel und tauschte eine defekte S-​Band Antenne aus. Nach 6:44 h kehrten die beiden Astronauten von ihrem erfolgreichen Außenbordmanöver in die Luftschleuse des Shuttle zurück. Am nächsten Tag durften die Astronauten endlich die ISS betreten. Sie analysierten zunächst die Atemluft, bevor sie sich dem Austausch von mehreren Pufferbatterien widmeten, die bereits nach kurzer Zeit ausgefallen waren, was auf der Erde Diskussionen zur Lebensdauer der noch gar nicht in Betrieb gegangenen Raumstation hatte aufkommen lassen. Zum Glück erwiesen sich diese „Kinderkrankheiten“ nicht als symptomatisch für den allgemeinen Zustand der in Rußland gebauten Module. Am 23.05.2000 begann die Crew damit, die mitgebrachten weit über 1.000 kg Versorgungsgüter systematisch an Bord der ISS zu verstauen. Daneben gingen die Reparaturen und Wartungsarbeiten weiter. Auch wurde die Gelegenheit genutzt, mit dem Shuttle die Bahn der ISS anzuheben. Ähnlich verliefen auch die nächsten beiden Tage. Am 26.05.2000 waren die letzten Gegenstände verstaut, die Reparaturen abgeschlossen und die Bahn der ISS nochmals angehoben, so daß der gesamte Höhengewinn schließlich bei 40 km lag. Die Crew bereitete die Station nun wieder auf den automatischen Betrieb vor. Systeme wurden heruntergefahren, die Luftschleusen zwischen den Modulen geschlossen. Am 26.05.2000 um 23:03 UTC trennten sich die beiden Raumschiffe schließlich wieder voneinander. Halsell und Horowitz steuerten die „Atlantis“ von der ISS weg und auf eine Interimsbahn. Für die restliche Crew stand nach den anstrengenden letzten Tagen nun etwas Freizeit an. Die wenigen mitgeführten wissenschaftlichen Experimente erforderten keinen großen Betreuungsaufwand. Eine Zeit lang sah es so aus, als könnten sich die Astronauten noch über eine Flugverlängerung freuen, denn das Wetter in Florida war ziemlich schlecht. Regen, Wolken und böige Winde. Dazu kamen auch noch dichte Rauchschwaden von immer noch lodernden Waldbränden. Schließlich nutzte die „Atlantis“ aber doch die erste von zwei Landegelegenheiten am 29.05.2000. Um 06:20 UTC setzte das Shuttle nach einem Flug von 236:09 h bei Dunkelheit auf der Runway 15 des KSC auf. Die am ISS Programm beteiligten Partner zeigten sich sehr zufrieden mit dem Verlauf der Mission.