Usó todas las características inicialmente planeadas para la misión STS-335, aunque si esta última se llevase a cabo, en rescate del Endeavour STS-134, probablemente la STS-135 fuera cancelada.

La NASA había preservado todas las opciones para un posible vuelo de la STS-135, incluyendo Suministros logísticos para llevar a la ISS, que no podrían ser cargados en otros vehículos espaciales,[2]​[3]​[4]​[5]​[6]​[7]​ lo cual fue crucial para que se efectuara la STS-135.

El Transbordador espacial OV-104, Atlantis, fue quien llevó a cabo la misión al mando del comandante Chris Ferguson.

Véase también: Tripulación del transbordador espacial Para más información, acerca del proceso del transbordador espacial Atlantis, en función de la STS-135, consultar Proceso de la misión en el artículo STS-335 Atlantis llevó las siguientes cargas a la ISS: El MPLM Raffaello que sería la mayoría de la carga.

También llevaría el LMC, el ECTS, el Pump Module que falló y fue reemplazado en órbita en agosto de 2010, entre otras cargas.