Планируется, что они проработают снаружи МКС примерно 6,5 часов.
Кэссиди и Маршберн снабдят японский модуль "Кибо" парой видеокамер, которые пригодятся экипажу станции во время будущих стыковок с беспилотным грузовым кораблем HTV. Кроме этого они поменяют конфигурацию кабелей, которые подключены к американской системе контроля высоты МКС.
Во время выхода в открытый космос планируется заменить теплоизоляцию "Декстра" - мобильного робота, который является частью системы обслуживания станции. Он представляет собой основное туловище, к которому крепятся две гибкие трехметровые "руки". Иногда манипулятор в шутку называют "рукой Канады", поскольку он был произведен в этой стране.
Во время предыдущего выхода в открытый космос астронавты заменили четыре из шести аккумуляторов МКС. Изначально планировалось, что данные детали будут заменены во время третьего выхода, однако он был завершен раньше срока из-за неполадок в скафандрах.
Американский космический челнок, который привез на орбиту экипаж из семи астронавтов, доведя население станции до рекордных 13 человек, пристыковался к станции 17 июля 2009 года. Запуск шаттла был проведен с шестой попытки.