Amerykański prom kosmiczny wystartował po raz ostatni w historii. Prom Atlantis wyleciał z przylądka Canaveral na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Podczas startu widzowie i telewidzowie na całym świecie na chwilę zamarli. Licznik odliczania zatrzymał się na 31 sekundach przed startem. Przyczyną była usterka techniczna, którą szybko naprawiono. Start misji STS-135 nastąpił o godz. 17.29 czasu polskiego, czyli o 3 minuty później niż planowano. Dwie minuty po starcie, gdy Atlantis leciał z prędkością 11 265 km/h, nastąpiło odłączenie rakiet nośnych. Wpadły one do Atlantyku, skąd zostaną wyłowione. 8,5 minuty po starcie prom dotarł na położoną na wysokości 225 km orbitę przy pomocy 3 silników kriogenicznych.