V 11:14 se na déle než dvě a půl minuty zažehly motory OMS raketoplánu, který tak zahájil sestupný manévr. V 11:50 Atlantis vstoupil do atmosféry ve výšce okolo 122 km nad zemským povrchem a asi 8 084 km od místa přistání. Po průletu atmosférou, při kterém se tepelný štít rozžhavil až na 1700°C, přistál raketoplán jako kluzák s 20krát větší rychlostí a sedmkrát strměji než klasické letadlo. V době přistání na Floridě zrovna svítalo.

Původně měl Atlantis přistát již ve středu 20. září, ale manévr byl o jeden den odložen z důvodů špatného počasí v blízkosti Kennedy Space Center (KSC) a zaznamenání neidentifikovatelného objektu v blízkosti Atlantisu. Během středy provedla posádka preventivně znovu kontrolu tepelného štítu pomocí mechanického manipulátoru vybaveného kamerou. Žádné poškození zjištěno nebylo, ale opět byly zaznamenány menší objekty v blízkosti raketoplánu. [celá zpráva] . 

V záloze bylo ještě přistání o jeden oběh Země později (13:57) nebo na jedné ze dvou záložních přistávacích ploch v Kalifornii a v Novém Mexiku.

Atlantis (STS-115) odstartoval do vesmíru po mnoha odkladech 9. září a na Mezinárodní kosmickou stanici (ISS) dovezl další část příčného nosníku se slunečními panely. [celá zpráva] Ty byly rozvinuty ve čtvrtek 14. září a mají dodat stanici až dvojnásobek energie, potřebné k jejímu dalšímu rozšíření. Astronauti mají za sebou také tři výstupy do volného kosmu, při kterých pokračovali v zapojování slunečních panelů. Další start raketoplánu je naplánován na polovinu prosince.