7月21日，“亚特兰蒂斯”号航天飞机于在佛罗里达州肯尼迪航天中心着陆。从此，航天飞机正式走进了历史。对于航天飞机飞行员和地面控制人员来说，让航天飞机安全着陆并不是一项容易的工作，需要小心翼翼并且准确完成每一个步骤。

    降落前的准备工作历时4个小时，此时的航天飞机在地球上空200英里（约合322公里）以上的轨道飞行。机组人员开始设置机上电脑，为重返地球大气层做准备，液压系统驱动航天飞机的“机面”——襟翼和方向舵。1小时后，有效载荷舱舱门关闭，任务控制人员通知机长（具体到STS-135身上，就是指克里斯-菲格森）启动3号操作程序，航天飞机飞行控制软件的一部分，管理重返大气层和着陆。

    着陆前2小时，宇航员穿上橙色航天服，将自己牢牢绑在座椅上。1小时后，航天飞机进入距地面175英里（约合282公里）的高度，肯尼迪航天中心的对面。进入这一高度后，航天飞机开始以每小时16465英里（约合每小时26498公里）的速度飞行，进行脱轨点火，翻转机身并点燃发动机，产生与飞行方向相反的阻力，减缓重返地球大气层过程中的下落速度。

    30分钟后，航天飞机进入距地面76英里（约合122公里）的大气层，关闭发动机。重返过程中，航天飞机的飞行好似一架滑翔机，首先借助背部的喷气操纵装置，而后借助机面，控制周围的气流。下落过程中，航天飞机经历4次大角度倾斜，翻转80度，偏向一侧，而后偏向另一侧。这种摇摆让航天飞机的着陆路线呈一个长长的S形。

    尽管采取减速措施，航天飞机穿过大气层时的速度仍然超过音速。所产生的音爆——来自机鼻和机翼的压缩空气产生的声音——在佛罗里达的很多地区都可以听到。此时的音爆是两种截然不同的霹雳声，相隔时间很短。降落前5分钟，航天飞机开始俯冲，落后于音障，时速慢慢降至768英里（约合每小时1236公里）以下，此时距离跑道只有25英里（约合40公里）。

    这个时候，机长开始手动操纵航天飞机。机长的任务与商业客机飞行员截然不同。首先，航天飞机朝跑道下落的速度是典型客机的20倍，下落路线倾斜角度是后者的7倍，机鼻与地面呈19度角。在距地面2000英尺（约合610米）的高度，机长大幅度拉抬机鼻，减缓下落速度。航天飞机最后以每小时214英里至226英里（约合每小时344公里至363公里）的速度着陆，后轮首先着地，而后是机鼻轮，减速伞打开，航天飞机最后停止滑行。