夜间升空与在轨换班
美国国家航空航天局的STS-116任务由“发现号”航天飞机执行，国际空间站装配编号为12A.1。佛罗里达肯尼迪航天中心12月7日的发射因低云取消，两天后重新倒计时。实际升空为美国东部标准时间2006年12月9日20时47分，即协调世界时12月10日01时47分。这是“哥伦比亚号”事故后恢复飞行以来的首次夜间发射。
指令长马克·波兰斯基和驾驶员威廉·奥弗莱因率队飞行，任务专家包括尼古拉斯·帕特里克、罗伯特·柯比姆、琼·希金博瑟姆、欧洲航天局的克里斯特·富格莱桑，以及苏尼塔·威廉姆斯。威廉姆斯赴空间站长期驻留，托马斯·赖特则搭乘“发现号”返航；上行与下行各七人。
为永久电网接线
这次飞行运送P5短桁架、SPACEHAB单舱后勤模块和综合货物载架。约1.8吨的P5是间隔段，接在先前STS-115送来的P4桁架外侧，为后来迁移P6及其太阳翼留出位置。帕特里克负责航天飞机机械臂，希金博瑟姆和威廉姆斯参与空间站机械臂操作，两套机械臂接力搬运桁架。
任务的另一核心是让新太阳翼接入空间站永久电力分配系统。休斯敦地面控制人员先关闭有关设备供电，舱外人员更换电缆连接，舱内人员与地面再逐项恢复电源，并启动以氨为工质的外部热控回路。这需要同时协调供电、散热和航天员作业顺序。
对接后的三次计划出舱
12月11日22时11分55秒，“发现号”与空间站实现对接捕获，下文时刻均采用协调世界时。12日，柯比姆与富格莱桑进行6小时36分钟的首次出舱，完成P5安装及连接，还更换了桁架摄像机。
14日两人用5小时重接第2、3电力通道，移动舱外运输小车，配合地面启用热控B回路。16日柯比姆与威廉姆斯用7小时31分钟完成第1、4通道改接，并转运俄罗斯舱段的防碎片护板。热控A回路随后投入工作。原来临时供电的空间站因此转向新的电力与冷却配置。
临时增加的太阳翼收拢作业
P6的4B太阳翼从13日起尝试折回，却因导向线与金属环等部件受阻，不能完全收入储存箱。部分收拢已足以让P4太阳翼转动跟踪太阳，但第三次出舱后仍有11段展开。地面成立专门小组，飞行主任达娜·魏格尔带领团队制定新的工具和机械臂作业方案。
任务管理团队增加第四次出舱和一天对接时间。为保留离站后的防热系统检查，他们牺牲一个因天气延迟着陆的备用日，并准备三个美国着陆场。18日柯比姆在空间站机械臂末端使用包裹绝缘胶带的工具处理导向线，富格莱桑协助摇动板面，最终把4B太阳翼收妥并锁定。四次出舱合计25小时45分钟。
补给转运与小卫星释放
任务报告记载，航天飞机向空间站交付4877磅货物，并取回4911磅，此外还转移水、氧气和氮气。威廉姆斯留在空间站，赖特结束此次驻留返回。
离站后，机组于12月21日释放MEPSI和RAFT小卫星载荷，以及美国海军研究实验室支持的中性大气密度实验ANDE。MEPSI双星开机后迅速拍下首幅图像，约25分钟后传回地面；RAFT的第一颗卫星建立通信，第二颗当时尚未取得联系。ANDE的主动球体未按预期立即脱离容器，约半小时后才被影像确认释放。释放与通信记录因此分别列入任务结果。
参考：[1]
检查防热系统后返回
“发现号”于12月19日22时09分离开空间站，随后用机械臂延长杆上的传感器检查机翼前缘和机头防热材料。损伤评估团队完成审读，准许再入。22日，肯尼迪和爱德华兹的首轮着陆机会因天气放弃，飞行最终转入肯尼迪当天第二次机会。
22时31分58秒，主起落架接触肯尼迪15号跑道，22时32分飞机停稳，升空至停稳约12日20小时45分。任务完成了P5安装、供电和热控改接、乘员轮换及载荷部署；P6整体迁移仍属于后续装配阶段，本次处置的是其4B太阳翼的收拢。