Das zweite nach dem Fehlstart der eigenen Antares-130 Rakete im Oktober 2014 auf einer ULA Atlas V Mod. 401  gebuchte „Cygnus“ Frachtraumschiff von Orbital ATK startete am 23.03.2016 um 03:06 UTC von Cape Canaveral. Was zunächst nach einem weiteren Routinestart der für ihre Zuverlässigkeit bekannten Atlas V aussah, hätte tatsächlich um ein Haar mit dem Verlust der Mission geendet. Doch zunächst konnten ULA, Orbital und NASA zufrieden das Erreichen der vorgesehenen Umlaufbahn und die Entfaltung der Solarzellenflächen von SS „Rick Husband“ vermelden. Bald darauf erfolgte aber die Bestätigung einer Anomalie, die schon interessierte Beobachter weltweit registriert hatten. Demnach hatte das RD-​180  Erststufentriebwerk 5 s vorzeitig Brennschluß gehabt. Der Bordcomputer der Centaur-​Oberstufe versuchte das Geschwindigkeitsdefizit zu kompensieren, mußt deren Triebwerk dafür aber schon 71 s länger feuern. Die Reserven erlaubten es, den 230 km Zielorbit sicher zu erreichen. Doch die anschließende Wiederzündung der Centaur zur Einleitung des Deorbits endete wegen Treibstoffmangels nach 3 statt geplanter 11 s. Daraus resultierend erfolgte der Wiedereintritt der ausgebrannten Stufe über einem anderen als dem ausgewiesenen Seegebiet, was jedoch keine Konsequenzen hatte. Die Untersuchung der Startanomalie ergab später, daß, hätte sich der MECO (Main Engine Cutoff) nur weitere zwei Sekunden früher ereignet, die Mission verloren gewesen wäre. Als Ursache für die Abweichung selbst wurde ein fehlerhaftes Ventil identifiziert, welches das Oxidator-​zu-​Treibstoff Mischungsverhältnis im RD-​180  Triebwerk kontrollierte. Wegen des zu hohen Oxidatorverbrauchs trat der Brennschluß vorzeitig ein. Zur Anaylse des Problems und Einleitung korrektiver Maßnahmen schob die ULA die folgenden Atlas V Starts um einige Wochen auf.
Unterdessen hatte die „Cygnus“ CRS OA-​6  am 26.03.2016 die ISS erreicht. Um 10:51 UTC „hing“ der Frachter am Manipulatorarm der Station und um 14:52 UTC war das Berthing vollzogen. Während dieser Operation war es zu Verzögerungen gekommen, weil Probleme mit dem Manipulatorarm der Station aufgetreten waren. Rund 3.500 kg Nachschub hatten schließlich sicher die ISS erreicht, darunter persönlichen Güter für die Besatzung, Hygieneartikel, Ersatzteile, Zubehör für Experimente und Teile für die US Raumanzüge. Außerdem dreißig CubeSats. Darunter zwanzig Flock 2e′ und neun Lemur 2. Von letzteren wurden vier von Bord der ISS ausgesetzt, während die fünf anderen von der „Cygnus“ vor ihrem destruktiven Wiedereintritt in die Atmosphäre ausgesetzt werden sollten. Bei vier Exemplaren gelang das erstmals praktizierte Manöver am 21.06.2016. Der fünfte Satellit, Lemur 2 – 13  „BeccaDewey“ konnte hingegen nicht aus dem NRCSD-​E (NanoRacks CubeSat Deployer– External) Starter ausgestoßen werden und verglühte zusammen mit der „Cygnus“.