O contrato de construção do vaivém espacial OV-104 foi atribuído à Rockwell Internactional a 29 de Janeiro de 1979 e a construção do módulo da tripulação foi iniciado a 30 de Março de 1980. A construção da fuselagem teve início a 23 de Novembro de 1981, já depis do voo inaugular do vaivém espacial OV-102 Columbia a 12 de Abril desse ano.
A 13 de Junho de 1983 as duas asas, construídas pela Grumma, chegam às instalações da Rockwell International em Palmdale, Califórnia, e a 2 de Dezembro desse mesmo ano é iniciada a montagem final do veículo.
O veículo OV-104 recebe a designação de Atlantis em honra da embarcação com o mesmo nome que pertenceu ao Instituto Oceanográfico Woods Hale entre 1930 e 1966, levando a cabo investigações oceanográficas.
A 10 de Abril de 1984 é finalizada a construção do Atlantis e a 6 de Março de 1985 o veículo é retirado das instalações da empresa construtora, sendo transportado para a Base Aérea de Edwards a 3 de Abril. A 9 de Abril é transportado para o Centro Espacial Kennedy.
A 5 de Setembro de 1985 é levado a cabo o Flight Readiness Firing e a primeira missão do Atlantis tem início a 3 de Outubro. A missão STS-51J foi a segunda missão do Departamente de Defesa dos Estados Unidos.
Entre as missões levadas a cabo pelo Atlantis encontram-se o lançamento das sondas Magellan (STS-30 em 1989) e Galileo (STS-34 em 1989), o Observatório Compton (STS-37 em 1991) e vários voos à estação espacial russa Mir.
Entre os componentes da ISS transportados pelo Atlantis encontram-se o módulo Destiny (STS-98 em 2001), o módulo Quest (STS-104 em 2001) e o módulo europeu Columbus (STS-122 em 2008).
No total, e até Novembro de 2009, o Atlantis levou a cabo 31 missões espaciais.
Imagem: Ben Cooper/Spaceflight Now