Start raketoplánu Challenger se uskutečnil 28. ledna 1986 z kosmodromu na mysu Canaveral krátce před polednem místního času (u nás 17:38 h.) a zpočátku se zdálo, že půjde o další úspěšnou vesmírnou misi. Po sedmdesáti třech sekundách letu, kdy byl Challenger výš než 14 km a letěl rychlostí větší než 2000 km za hodinu, se proměnil v ohnivou kouli a rozpadl se.
Start raketoplánu 
Exploze raketoplánu
První trosky dopadly za dvě minuty na hladinu Atlantiku nedaleko místa startu. Za půl minuty na to roztříštila kabina s posádkou o mořskou hladinu. Ze sedmičlenné posádky neměl nikdo sebemenší šanci na přežití. Někteří zemřeli pravděpodobně ihned po výbuchu na následky dekomprese kabiny, další při dopadu trosek kabiny na mořskou hladinu.
Učitelka v kosmu
Americký prezident Reagan vyhlásil v srpnu roku 1984 program „Teacher in Space“ (učitel v kosmu), kterým chtěl podnítit zájem mladých lidí o vesmír. Přihlásilo se více než 11 tisíc učitelů, z nichž po několikakolové volbě byla vybrána středoškolská učitelka Christa McAuliffeová. Stala se tak první civilní osobou vyslanou do kosmu. Třída učitelky-astronautky přihlížela na tribuně Mysu Canaveral průběhu startu a exploze raketoplánu.
Vyšetřovací komise
Prezident Reagan jmenoval krátce po havárii 13člennou vyšetřovací komisi, která odhalila mnoho technických i manažerských pochybení NASA. Bylo zjištěno, že problémy se špatně těsnícími pryžovými kroužky už nastaly při předchozích startech raketoplánů. NASA to však zatajovala a bagatelizovala. Nejdůležitější okolností vedoucí ke katastrofě se nakonec stal silný mráz panující během noci na kosmodromu. Zavinil nežádoucí ztuhnutí gumového těsnění a také to, že speciální tmel ve spáře ztratil potřebnou elastičnost.
Příčinou havárie bylo přepálení spodního úchytu pomocného motoru na tuhé palivo, zapříčiněné netěsností ve spoji na tomto motoru. Pryžové kroužky, ztuhlé vlivem velmi nízké teploty před startem, nezabránily průchodu plamenů. Motor proto vybočil a špičkou prorazil obal palivové nádrže na kapalný kyslík a vodík. Veliké množství těchto výbušných plynů explodovalo.
Až 7. března 1986, byly na mořském dnu nalezeny zbytky kabiny s pozůstatky všech členů posádky. Později vyšlo najevo, že alespoň někteří astronauti po explozi zůstali při vědomí. Svědčí o tom nouzové dýchací přístroje, které manuálně použili. Je také prokázané, že se pilot Michael J. Smith po explozi pokoušel obnovit přívod proudu do kabiny. NASA nikdy neodtajnila záznamy, které by upřesnily okamžik a příčinu smrti jednotlivých členů posádky.
Všechny lety raketoplánů byly zastaveny. Proběhlo velké množství změn a vylepšení. Do vedení NASA se dostalo mnoho nových odborníků. Až 29. září 1988 dva a tři čtvrtě roku po tragédii Challengeru odstartoval raketoplán Discovery.