Астронавты Майкл Массимино (Michael Massimino) и Майкл Гуд (Michael Good) завершили работу в открытом космосе. На борт Atlantis они возвратились 17 мая в 21:47 UTC (18 мая в 01:47 мск). Продолжительность пребывания в открытом космосе составила 8 часов 2 мин. На этот раз астронавты заменили ряд изношенных деталей на новые, а также починили некоторые вышедшие из строя. Во время выхода астронавты, в частности, заменили низковольтный блок питания с неисправным трансформатором, из-за которого с августа 2004 года спектрограф "Хаббла" находился в "безопасном режиме". Из-за сложностей с откручиванием болтов было решено отложить установку новой изоляционной панели. Предполагается, что эта задача будет выполнена во время последнего, пятого выхода астронавтов "Атлантиса" в космос. Основная же задача астронавтов заключалась в установке нового космического спектрографа STIS - Space Telescope Imaging Spectrograph. Что они и сделали.