Das vierte Exemplar der dritten Generation der DMSP 5D Satelliten startete am 18.10.2009 mit einer Atlas V Mod. 401  von der Vandenberg AFB. Die ersten beiden Satelliten dieser auf sechs Exemplare konzipierten Serie waren noch auf der Titan-23G Star-37XFP-ISS geflogen. Nachdem diese Rakete nicht mehr zur Verfügung stand, folgte im November 2006 ein Start mit einer Delta IV Medium. Und nun also eine Atlas V. Deren Leistung erlaubte die Konzeption eines zusätzlichen Experiments. Nicht nur, daß die Centaur Oberstufe der Rakete den direkten Einschuß des Satelliten in seine sonnensynchrone Bahn und so den Verzicht auf eine früher benötigte Kickstufe ermöglichte. Nach dem Aussetzen von DMSP 5D-​3 F-​18  erfolgte zunächst eine Re-​Orientierung der Stufe. Dann, 2:58 h nach dem Start, wurde ihr Triebwerk erneut gezündet. Im Gegensatz zur vorangegangenen Mission, bei der die Beschleunigung in Richtung Erde erfolgt war, beschleunigte die Rakete diesmal aus dem Schwerefeld der Erde hinaus auf eine Fluchtbahn. Nach Brennschluß wurden die Resttreibstoffe abgelassen und verbliebenes Hydrazin verbrannt. Somit war die Centaur nach Abschluß dieser Demonstrationsmission bestmöglich passiviert.
Der DMSP Satellit, offiziell lediglich als USA 210 bezeichnet, nahm hingegen schon bald seinen Betrieb auf. Seine wichtigsten Instrumente waren das Operational Linescan System (OLS), der Special Sensor Microwave Imager/Sounder (SSMIS), das Special Sensor Magnetometer (SSM), der Special Sensor Ionospheric / Electron Sensor (SSI/ES-​3) und der Special Sensor Aurora Particle Sensor (SSJ/5). Wie sein Vorgänger verfügte er über ein neues Ring-​Laser-​Gyroskop, von dem man sich eine höhere Ausrichtgenauigkeit und eine längere Lebensdauer erhoffte. Bis zur Indienststellung des geplanten NPOESS (National Polar-​orbiting Operational Environmental Satellite System), das die meteorologischen Programme von NOAA/NASA und USAF vereinen sollte, wurden die meteorologischen Informationen des Defense Meteorological Satellite Program sowohl dem Militär als auch der zivilen „Wetterbehörde“ NOAA zur Verfügung gestellt. Fortwährende finanzielle, technische und organisatorische Schwierigkeiten ließen den Start des ersten NPOESS Satelliten aber immer weiter in die Ferne rücken. Selbst das NPOESS Preparatory Project, das einmal den Start eines „Lückenfüllers“ für das Jahr 2005 vorgesehen hatte, lag hoffnungslos hinter dem Zeitplan zurück. Zum Zeitpunkt des Starts von DMSP 5D-​3 F-​18  wurde das NPOESS Projekt daher einmal mehr einer kritischen Überprüfung unterzogen. Und am 01.02.2010 gab das Weiße Haus überraschend bekannt, daß die NPOESS Idee nicht länger verfolgt werden sollte. Stattdessen würden NOAA und NASA ihren Teil des Programms unter dem Namen JPSS (Joint Polar Satellite System) fortführen. Das DoD setzte dagegen auf einen Entwurf, der den Namen DWSS (Defense Weather Satellite System) erhielt. Da der Start des ersten DWSS Satelliten frühestens für das Jahr 2018 erwartet wurde, ergab sich hieraus, daß die DMSP Satelliten noch weitaus länger eine bedeutende Rolle spielen würden (2012 wurde dann auch das DWSS Programm de facto eingestellt…). Abgesehen vom Ausfall einiger Kanäle des SSMIS Instruments zwischen 2014 und 2015 arbeitete DMSP 5D-​3 F-​18  für die Designlebensdauer ohne Probleme.