O vaivém espacial Endeavour separou-se da estação espacial internacional ISS às 0054UTC do dia 20 de Fevereiro após uma visita de 9 dias, 19 horas e 48 minutos.
O Endeavour transportou o último módulo para o segmento norte-americano, o nodo Tranquility (Node-3), juntamente com a Cupola, um módulo observatório que será utilizado para observações científicas da Terra e dos corpos celestes, bem como uma estação de controlo dos sistemas robóticos da estação. A estação está agora 98% completa em relação ao seu volume e 90% em relação à sua massa.
Após a separação, o Piloto Rerry Virts deslocou o vaivém espacial até cerca de 120 metros da estação e depois iniciou um círculo em torno da mesma enquanto que os tripulantes do vaivém espacial munidos de câmaras fotográficas além das câmaras existentes no porão de carga do Endeavour documentavam o estado da ISS com as novas adições.
Após o voo em torno da estação, Virts executou duas queimas dos motores de manobra do Endeavour, separando-o das proximidades da ISS. Mais tarde a tripulação do vaivém iniciou uma inspecção do seu escudo térmico utilizando o sistema OBSS (Orbiter Boom Sensor System). O Comandante George Zamka, os Especialistas de Missão Kathryn Hire, Stephen Robinson, Nicholas Patrick e o Piloto Terry Virts, trabalharam em turnos para examinar os painéis de carbono reforçado e as telhas do escudos térmico nos bordos das asas e no nariz do vaivém.
O dia 21 deverá ser, se o tempo o permitir, o último dia completo em órbita e terá como principal foco os preparativos para o regresso, reentrada e aterragem. Zamka, Virts e Robinson irão verificar os sistemas de controlo de voo do Endeavour e os pequenos motores de manobra, garantindo assim a sua prontidão para o regresso.
A aterragem do Endeavour no Centro Espacial Kennedy está prevista para as 0116UTC do dia 22 de Fevereiro.