La destrucción de Columbia seguida de casi exactamente 17 años de la pérdida del Challenger en un accidente de lanzamiento el 28 de enero de 1986. Irónicamente, pronto se determinó que la causa de la catástrofe de Columbia también estaba relacionada con el lanzamiento. Las películas mostraron que un trozo de espuma aislante se desprendió del tanque de propulsor externo y golpeó el borde de ataque del ala izquierda aproximadamente 81 segundos después del despegue. Trozos de espuma se habían desprendido en misiones anteriores sin contratiempos graves y, en el momento del lanzamiento de Columbia, los ingenieros de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) no pensaban que la espuma tuviera suficiente impulso para causar daños significativos. De hecho, como se demostró en las pruebas posteriores a un accidente, la espuma fue capaz de perforar un gran agujero en las baldosas de aislamiento de carbono-carbono reforzadas que protegían la nariz y los bordes de ataque del ala del transbordador del calor extremo de la reentrada atmosférica. Aunque algunos ingenieros querían que las cámaras terrestres tomaran fotos del transbordador en órbita para buscar daños, la solicitud no llegó a los funcionarios adecuados.

Durante la reentrada atmosférica de Columbia, gases calientes penetraron la sección de loseta dañada y fundió los principales elementos estructurales del ala, que finalmente colapsó. Los datos del vehículo mostraron un aumento de las temperaturas dentro de las secciones del ala izquierda a las 8:52 am, aunque la tripulación sabía de su situación tal vez solo un minuto antes de la ruptura del vehículo. La investigación posterior de la NASA y la Junta de Investigación de Accidentes de Columbia descubrió una serie de deficiencias administrativas, además de la razón técnica inmediata (control deficiente de fabricación del aislamiento del tanque y otros defectos), que permitieron que ocurriera el accidente.

El resultado más palpable del accidente fue la conexión a tierra de los tres transbordadores restantes: Discovery, Atlantis y Endeavour (el último construido para reemplazar al Challenger), hasta que la NASA y sus contratistas pudieron desarrollar medios para prevenir accidentes similares, que incluían kits para reparaciones en órbita.

El montaje de la Estación Espacial Internacional (ISS) en órbita terrestre se suspendió después del accidente de Columbia hasta que pudieran reanudarse los vuelos del transbordador. Se realizó una investigación limitada sobre la ISS mediante tripulaciones rotativas de dos personas lanzadas en la nave espacial rusa Soyuz. El transbordador no regresó al espacio hasta la misión STS-114, que se lanzó el 26 de julio de 2005.