一次装配与补给飞行
2010年5月14日，美国国家航空航天局的亚特兰蒂斯号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心39A发射台升空，执行STS-132任务。发射时刻为协调世界时18时20分09秒，即当地东部夏令时14时20分09秒。这是亚特兰蒂斯号第32次飞行，也是航天飞机第34次前往国际空间站。
指令长肯尼思·汉姆和驾驶员多米尼克·安东内利负责主要飞行操作，任务专家加勒特·赖斯曼、迈克尔·古德、史蒂夫·鲍恩和皮尔斯·塞勒斯分担机械臂操作、舱外工作及物资转移。六人都有太空飞行经历。任务的主要工作是增添俄罗斯舱段、更新空间站电力设备，并送去通信备件和实验物资。
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送往曙光号接口的晨曦号
核心载荷是俄罗斯能源火箭航天公司研制的小型研究舱一号，名为Rassvet，意为“晨曦”。它长约6米、直径2.35米，舱体自身质量约5075千克；17.4立方米内部容积中，可居住空间约5.85立方米。它既提供储藏和实验空间，也为俄罗斯飞船增加一个对接口。运输时，舱内和外表面还承载其他设备。
亚特兰蒂斯号于5月16日14时28分25秒与空间站首次接触，随后完成牢固对接。5月18日，机组利用机械臂把晨曦号安装到曙光号功能货舱朝向地球一侧的接口。这项操作把发射时装在航天飞机货舱中的独立载荷，变成了空间站俄罗斯舱段的一部分。
三次出舱更新电力和通信设备
另一组载荷装在综合货物运输架上，包括六个镍氢电池更换单元、备用空地通信天线及相关支撑设备。空间站P6桁架上的电池在日照期间储能，在进入地影时供电。每个更换单元含38个电池单体，两个单元串联构成一组完整电池；此前STS-127已更换其中六个单元，这次接着更新余下六个。
5月17日，赖斯曼和鲍恩进行第一次出舱，安装备用Ku波段天线及供机械手使用的临时设备平台。5月19日，鲍恩与古德在第二次出舱中装上四个新电池单元，超过原计划的三个。5月21日，古德和赖斯曼完成剩下两个单元的更换及现场整理。三次出舱分别持续7小时25分、7小时09分和6小时46分，合计21小时20分。
处理检查设备的电缆阻碍
飞行第二天的防热系统检查遇到了一项设备问题：轨道器吊杆传感器系统上的电缆卡住，限制了激光传感器组件的俯仰运动，使机翼前缘等部位的扫描留下空缺。地面人员据此安排替代检查程序，并利用对接期间能够取得的影像继续判断航天飞机外表面的状态。
第二次出舱时，宇航员清除了妨碍运动的电缆，恢复传感器组件的活动范围。这个插入原有维修日程的工作，关系到航天飞机返航前对防热结构的检查。它也显示，舱外活动不仅执行预先排定的空间站装配步骤，还承担了飞行中出现的设备排故。
参考：[2]
设备转移、实验运输与返航
任务结算记录列出，约28792磅硬件转入空间站，其中包括装载后的晨曦号；约8229磅硬件随航天飞机返回，包含运输架。这些数字把留在轨道上的结构件与带回地面的设备分开统计。飞行还服务于空间站研究：加拿大的Hypersole项目以飞行前后足底皮肤感觉和姿势平衡测试，研究失重经历与平衡控制之间的关系，负责人是圭尔夫大学的利娅·本特。
亚特兰蒂斯号于5月23日15时22分04秒脱离空间站。5月26日12时48分08秒，主起落架在肯尼迪航天中心33号跑道接地，结束近12天的飞行。晨曦号、电池组件及备用天线留在空间站，旧设备和部分物资回到地面。亚特兰蒂斯号此后又执行STS-135，STS-132属于其晚期装配飞行阶段。