Dari semua pesawat ulang-alik di armada pesawat ulang-alik Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional (NASA) yang mulai beroperasi pada awal 1980-an, pesawat ulang-alik Challenger mungkin yang paling terkenal karena hancur saat diluncurkan, menewaskan semua astronot di dalamnya. Namun, sebelum bencana Space Shuttle Challenger, pesawat ulang-alik melakukan beberapa perjalanan ke luar angkasa untuk menyelesaikan beberapa tugas penting bagi NASA, termasuk misi yang menyelesaikan perjalanan luar angkasa pesawat ulang-alik pertama, dan misi yang menampung wanita pertama di luar angkasa, serta lain yang menjadi tuan rumah pertama Afrika-Amerika di luar angkasa.
Space Shuttle Challenger adalah pesawat ulang-alik yang paling umum digunakan pada tahun-tahun awal program pesawat ulang-alik. Karena modifikasi yang dilakukan pada pesawat ulang-alik setelah fase pengujian awal, ia mampu membawa lebih banyak bobot daripada pesawat ulang-alik Columbia, yang memberikan keserbagunaan pada banyak misi luar angkasa. Space Shuttle Challenger digunakan pada sebagian besar misi pada awal 1980-an dan akan terus banyak digunakan jika tidak dihancurkan.
Pada 28 Januari 28, Space Shuttle Challenger siap diluncurkan ke orbit setelah beberapa hari tertunda karena cuaca buruk dan penundaan teknis lainnya. Pada saat pesawat ulang-alik siap diluncurkan, suhu luar hari itu sangat dingin, dan es telah menumpuk di platform peluncuran. Meskipun ada kekhawatiran dari para insinyur, Space Shuttle Challenger diizinkan untuk diluncurkan. Ketika pesawat ulang-alik mulai lepas landas, gas mulai bocor dari salah satu pendorong roket padat (SRB) pesawat ulang-alik, tetapi kebocoran itu ditutup oleh o-ring yang dirancang untuk menutup kebocoran tersebut. Karena cuaca dingin, bagaimanapun, o-ring telah mengeras dan lambat untuk melakukan tugasnya.
Saat Space Shuttle Challenger naik lebih tinggi, ia dihantam oleh serangkaian hembusan angin — atau, kecepatan dan arah angin yang berbeda — yang sangat kuat. Insinyur dan analis bencana percaya bahwa hembusan angin geser ini merusak segel o-ring lagi karena o-ring tidak seefektif yang seharusnya pada awalnya karena cuaca dingin. BPRS mulai melepaskan diri dari pesawat ulang-alik, menyebabkan akselerasi dan destabilisasi mendadak. Kekuatan yang disebabkan oleh peristiwa ini dan selanjutnya menyebabkan pesawat ulang-alik pecah di udara.
Kabin awak memisahkan diri dari sisa pesawat ulang-alik yang hancur dan jatuh ke laut. Mustahil untuk menentukan dengan tepat bagaimana para astronot di pesawat itu meninggal, karena bukti menunjukkan setidaknya beberapa awak selamat dari kehancuran awal pesawat ulang-alik. Dampak dari kabin yang jatuh ke laut, bagaimanapun, membuat kelangsungan hidup menjadi tidak mungkin.