11 августа 2009 года. Объявлен (пресс-релиз NASA № 09-187) состав экипажа шаттла, которому предстоит полёт по программе STS-134 в 2010 году:
Cdr - Mark Kelly (4)
Plt - Gregory H. Johnson (2)
MS1 - Michael Fincke (3)
MS2 - Greg Chamitoff (2)
MS3 - Andrew Feustel (2)
MS4 - Roberto Vittori (3)
26 апреля 2010 года. Объявлено о переносе намеченного на июль полёта на более позднее время. Из-за задержки с тестированием основной полезной нагрузки шаттла - Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), полет отложен на ноябрь 2010 года. Стартовое окно - с 8 по 23 ноября.
1 июля 2010 года. Старт шаттла официально (пресс-релиз NASA 10-157) перенесен на 26 февраля 2011 года.
8 июля 2010 года. С завода Michoud Assembly Facility (Мичауд) компании Lockheed Martin, расположенном в Новом Орлеане, на барже Pegasus в Космический центр им. Кеннеди (Kennedy Space Center) отправлен последний внешний топливный бак ET-138, предназначенный для запуска шаттла Endeavour по программе STS-134.
14 июля 2010 года. Внешний топливный бак ET-138 доставлен в Космический центр им. Кеннеди (Kennedy Space Center) и перевезен в здание вертикальной сборки (Vehicle Assembly Building).
В начале сентября 2010 года было решено поменять топливный бак для запуска шаттла Endeavour STS-134. Внешний топливный бак ET-138 было решено зарезервировать для возможной спасательной миссии шаттла Atlantis STS-135 (335). А для шаттла Endeavour STS-134 использовать внешний топливный бак ET-122.
28 сентября 2010 года. Внешний топливный бак ET-122 доставлен в Космический центр им. Кеннеди (Kennedy Space Center) и перевезен в здание вертикальной сборки (Vehicle Assembly Building).
19 октября 2010 года. NASA официально внесло изменения в график полета шаттла Endeavour по программе STS-134 (старт запланирован на 26 февраля 2011 года). Теперь полет продлится на два дня дольше (12+1), а астронавтам предстоит совершить четыре, а не три, как планировалось ранее, выхода в открытый космос.
3 декабря 2010 года. Из-за переноса старта шаттла Discovery по программе STS-133 с 17 декабря 2010 года на 3 февраля 2011 года, запуск шаттла Endeavour по программе STS-134 может состояться не ранее 1 апреля 2011 года.
8 января 2011 года. Марк Келли прервал подготовку к полету в качестве командира шаттла Endeavour (STS-134) и в срочном порядке вылетел к своей жене - конгрессмену Габриэль Гиффордс, тяжело раненной при покушении 8 января 2011 года в штате Аризона во время встречи с избирателями.
13 января 2011 года. NASA подтвердило уточненную дату и время запуска шаттла Endeavour STS-134. Запуск намечен на 19 апреля в 23:48 UTC (19.48 по времени Восточного побережья США, 20 апреля в 03:48 мск).
По просьбе Марка Келли запасным командиром шаттла Endeavour на тот случай, если он не сможет отправиться в экспедицию, назначен Фредерик Стёркоу. Сам Келли при этом из экипажа не выведен.
7 февраля 2011 года. Марк Келли возобновил подготовку к полёту.
28 февраля 2011 года. Шаттл Endeavour перевезен из технического ангара (processing hangar) в корпус вертикальной сборки (Vehicle Assembly Building) Космического центра им. Кеннеди (Kennedy Space Center).
2 марта 2011 года. В корпусе вертикальной сборки (Vehicle Assembly Building) шаттл Endeavour был успешно соединен с топливным баком.
11 марта 2011 года. В 00:55 UTC (03:55 мск) начался вывоз шаттла Endeavour из Здания сборки системы (VAB - Vehicle Assembly Building) на стартовую площадку. В 08:49 UTC (11:49 мск) шаттл был установлен на стартовую площадку LC-39A. Транспортировка продлилась 7 ч.54 м.
14 марта 2011 года. По сообщению сайта Space.com рано утром 14 марта на площадке LC-39A Космического центра на мысе Канаверал трагически погиб 53-летний инженер компании United Space Alliance Джеймс Д. Вэновер (James D. Vanover). Он сорвался с одной из технических площадок комплекса, получил тяжелые ранения при падении на землю и вскоре умер. Вэновер проработал в Космическом центре имени Кеннеди более 27 лет.
25 марта 2011 года. В Космический центр имени Кеннеди на мысе Канаверал прибыл экипаж шаттла Endeavour. На космодроме астронавты проведут заключительные тренировки перед стартом.
25 марта 2011 года. Роскосмос обратился к Национальному аэрокосмическому агентству США с просьбой отложить запуск американского шаттла Endeavour на десять дней, чтобы не менять программу полета российского грузового корабля «Прогресс М-10М», сообщили «Интерфаксу-АВН» в среду в ракетно-космической отрасли.
30 марта 2011 года. В районе, где расположен космодром, разразился сильнейший шторм - порывы ветра достигали 144 км в час. Во время грозы несколько молний ударили в непосредственной близости от стартовой площадки, на которой установлен Endeavour.
5 апреля 2011 года. Запуск шаттла Endeavour переносится на 29 апреля, передает ИТАР-ТАСС. Такое решение было принято NASA в связи с необходимостью разнести по времени шаттл и российский грузовой корабль «Прогресс М-10М».
29 апреля 2011 года. Запуск шаттла отложен до 2 мая. Причиной стало обнаружение во время последних приготовлений неполадок в одном из двух обогревателей дополнительной силовой установки (Auxiliary Power Unit 1). Все попытки запустить его не увенчались успехом.
1 мая 2011 года. Запуск шаттла Endeavour отложен еще на несколько дней. Несмотря на то, что неисправность, не позволившая шаттлу стартовать 26 апреля, будет устранена ко 2 мая, из-за намеченного на 6 мая старта РН Atlas 5 старт шаттла может состояться не ранее 8 мая 2011 года.
16 мая 2011 года. Стартовал 16 мая 2011 года в 12:56:28 UTC (16:56:28 мск) из Космического центра имени Кеннеди (NASA Kennedy Space Center), стартовый комплекс LC39A (81-е использование стартового комплекса; географические координаты комплекса 28,6083 N; 80,6041 E, подвижная стартовая платформа MLP-2). 134-й полет МТКК - программа полета STS-134 (обозначение миссии к МКС - ULF-6), внешний топливный бак ET-122, твердотопливные ускорители – комплект BI-145 с двигателями RSRM-113, 25-й полет OV-105 Endeavour.
18 мая 2011 года. 18 мая 2011 года в 10:14 UTC (14:14 мск) шаттл Endeavour, совершающий полет по программе STS-134, состыковался с МКС. Перед стыковкой экипаж станции сфотографировал шаттл во время так называемого маневра «переворота».
20 мая 2011 года - первый выход в открытый космос. Во время выхода астронавты Эндрю Фейстел (EV-1, скафандр с красными полосками) и Грегори Шамитофф (EV-2) установили светильник на секции S3 фермы с американскими солнечными батареями и сняли с внешней платформы МКС два контейнера MISSE 7 с образцами материалов, которые заменили на контейнер MISSE 8. Работа по установке внешней антенны внешней беспроводной коммуникации закончена не была, так как выход был прерван досрочно из-за неисправности датчиков углекислого газа скафандра Грегори Шамитофф.
Выход астронавтов в открытый космос начался в 07:10 UTC (11:10 мск), после того как астронавты вошли в ШО Quest и переключили питание скафандров на автономные батареи. Вернувшись на борт корабля в 13:29 UTC (17:29 мск) астронавты начали наддув ШО Quest. Продолжительность пребывания астронавтов в открытом космосе составила
.
23 мая 2011 года. Специалисты NASA заявили, что обнаруженная ранее трещина в днище шаттла Endeavour не представляет угрозы для безопасности челнока. Такой вывод был сделан по итогам анализа на Земле полученных от астронавтов снимков трещины. По словам специалистов, она недостаточно глубока, чтобы представлять опасность.
23 мая 2011 года - второй выход в открытый космос. Во время выхода астронавты Эндрю Фейстел (EV-1, скафандр с красными полосками) и Майкл Финк (EV-2) заполнили аммиаком (2,2 кг) радиаторы (системы терморегулирования МКС). Они также завершили продувку системы, смазали узловые элементы левой стороны соединений солнечной батареи и части робота Dextre - высокоточного манипулятора. Уже во время работы в открытом космосе Центр управления НАСА изменил план намеченных действий для астронавтов. Было согласовано, что время пребывания в открытом космосе будет увеличено на один час, чтобы закончить все намеченные работы.
Выход астронавтов в открытый космос начался в 06:05 UTC (10:05 мск), после того как астронавты вошли в ШО Quest и переключили питание скафандров на автономные батареи. Вернувшись на борт корабля в 14:12 UTC (18:12 мск) астронавты начали наддув ШО Quest. Продолжительность пребывания астронавтов в открытом космосе составила
.
25 мая 2011 года - третий выход в открытый космос. Во время выхода астронавты Эндрю Фейстел (EV-1, скафандр с красными полосками) и Майкл Финк (EV-2) установили раму для манипулятора МКС на функционально-грузовом блоке «Заря», оснастили его преобразователями видеосигнала и проложили кабель передачи данных между модулями «Unity» и ФГБ «Заря». Во время работы в открытом космосе в глаза астронавта Эндрю Фейстела попало средство от запотевания, которым шлемы астронавтов обрабатывают перед каждым выходом в космос.
Выход астронавтов в открытый космос начался в 05:43 UTC (09:43 мск), после того как астронавты вошли в ШО Quest и переключили питание скафандров на автономные батареи. Вернувшись на борт корабля в 12:37 UTC (16:37 мск) астронавты начали наддув ШО Quest. Продолжительность пребывания астронавтов в открытом космосе составила
.
27 мая 2011 года - четвертый выход в открытый космос. Во время выхода астронавты Майкл Финк (EV-1, скафандр с красными полосками) и Грегори Шамитофф (EV-2) провели ряд операций по дооснащению станции.
Выход астронавтов в открытый космос начался в 04:15 UTC (08:15 мск), после того как астронавты вошли в ШО Quest и переключили питание скафандров на автономные батареи. Вернувшись на борт корабля в 11:39 UTC (16:39 мск) астронавты начали наддув ШО Quest. Продолжительность пребывания астронавтов в открытом космосе составила
.
30 мая 2011 года. В 03:55 UTC (07:55 мск) корабль многоразового использования Endeavor отстыковался от Международной космической станции и отправился в двухсуточный автономный полет.
1 июня 2011 года. В 05:29 UTC (09:29 мск) двигатели шаттла Endeavor были включены на торможение. Проработав 2 минуты 38 секунд, они обеспечили сход корабля с орбиты. Через час шаттл успешно приземлился на взлетно-посадочной полосе RW15 Космического центра имени Кеннеди на мысе Канаверал. Задние колеса шаттла коснулись полосы в 06:34:51 UTC (10:34:51 мск), переднее колесо - в 06:35:04 UTC (10:35:04 мск). Корабль остановился в 06:35:36 UTC (10:35:36 мск). Продолжительность полета составила .