Onizuka estuvo acompañado por el comandante Thomas Mattingly, el piloto Loren Shriver, el compañero especialista de misión James Buchli y el especialista de carga Gary Payton.Onizuka fue asignado a la misión STS 51-L del transbordador espacial Challenger que despegó del Centro Espacial Kennedy, Florida a las 11:38:00 EST (16:38:00 UTC) el 28 de enero de 1986.La tripulación del Challenger estaba integrada de la siguiente manera: Comandante Francis Scobee, Piloto el Comandante Michael Smith, los especialistas de misión: el Dr. Ronald McNair y la Dra.El módulo de la cabina sobrevivió intacto y se desprendió con la explosión para caer al mar tras 2 minutos y medio desde una altura de 15.240 metros.Varios establecimientos recibieron su nombre tras su muerte: la Estación de la Fuerza Aérea Onizuka, en Sunnyvale, California, el Centro Onizuka para la Astronomía Internacional en el Observatorio Mauna Kea y el Centro Espacial Astronauta Ellison S. Onizuka en el Aeropuerto Internacional de Kona, Hawái.Ellison Onizuka estaba casado y tenía dos hijas en el momento de su muerte.
