Challenger eksplodował, gdy pierścień O-ring związany z prawym boostererem nie działał z powodu niskiej temperatury podczas startu. Awaria spowodowała rozpad wahadłowca 73 sekundy po starcie.
Nietypowo zimne styczniowe temperatury powodowały, że rakieta O-ringa stała się krucha. Kiedy zawiodła uszczelka typu "Challenger", gaz pod ciśnieniem z silnika uciekł i wpłynął na zbiornik paliwa. Po tym czasie rozdzielono odpowiednią stałą masę rakietową, a zbiornik paliwa uległ awarii. Orbiter rozpadł się wkrótce po tym niepowodzeniu.
Poszukiwania i akcje ratunkowe później odzyskały przedział załogi z oceanu. Przedział załogi nie miał mechanizmu ucieczki, ale badacze odkryli, że zastosowano osobiste paczki powietrzne, a niektóre przełączniki sterujące zostały przeniesione z ich zwyczajowej pozycji. Odkrycia wykazały, że niektórzy członkowie załogi byli wciąż żywi i świadomi po rozpadzie. Komora załogi uderzyła w ocean z prędkością niewiele ponad 200 mph; wpływ wody nie był możliwy do przeżycia.
Program kosmiczny Stanów Zjednoczonych został zatrzymany na 32 miesiące po katastrofie Challengera, a komisja została utworzona w celu zbadania tragedii i wprowadzenia poprawek na przyszłość. Dochodzenie wykazało, że producent o-ringu, Morton Thiokol, był świadomy wady, ale nie działał w oparciu o te informacje. NASA została również ostrzeżona o możliwości porażki, ale zignorowała ostrzeżenia.
