El accidente se produjo por un mal funcionamiento de las juntas tóricas, unas juntas que deben asegurar la perfecta estanqueidad de los cohetes aceleradores.5 La noche anterior al accidente fue especialmente fría,6 lo que hizo que las juntas no cerraran bien y se produjo un escape de gas. La fuga de gas perforó el depósito principal de combustible, que terminó envuelto en llamas. El Challenger quedó expuesto a un vuelo supersónico incontrolado,6 lo que conllevó su desintegración.

El compartimento de la tripulación y otros fragmentos de la nave fueron finalmente recuperados del fondo del océano después de una larga operación de búsqueda y recuperación. Aunque no se sabe el momento exacto en que murieron los miembros de la tripulación, se sabe que algunos miembros sobrevivieron a la ruptura inicial de la nave.6 7 Sin embargo, el transbordador carecía de dispositivo de salida de emergencia y los astronautas no sobrevivieron al impacto del transbordador contra la superficie del océano.El accidente produjo la paralización de los vuelos durante 32 meses.6 El siguiente lanzamiento de un transbordador (STS-26R Discovery) no se produciría hasta el 29 de septiembre de 1988. La NASA ordenó la construcción de un nuevo transbordador para sustituir al malogrado Challenger, éste sería finalmente el Endeavour, que voló por primera vez el 7 de mayo de 1992.6 El presidente Reagan creó un grupo de expertos encargados de analizar el accidente, la Comisión Rogers.6 La comisión determinó que la organización y sistema de toma de decisiones de la NASA había contribuido sustancialmente al accidente. Los directores de la NASA tenían conocimiento desde 1977 que el diseño de los cohetes aceleradores sólidos del contratista Morton Thiokol tenían un defecto potencialmente catastrófico en las juntas tóricas,8 pero no lo habían resuelto adecuadamente. También ignoraron las advertencias de ingenieros sobre los peligros en el lanzamiento provocados por las frías temperaturas de aquella mañana y no habían informado adecuadamente a sus superiores de estas preocupaciones. La Comisión Rogers hizo nueve recomendaciones a la NASA que había que poner en práctica antes de continuar los vuelos de transbordadores.

Mucha gente vio el lanzamiento en directo ya que en la tripulación iba Christa McAuliffe,9 la primera miembro del Proyecto Teacher in Space. La cobertura de los medios de comunicación sobre el accidente fue extensa: un estudio reveló que el 85 por ciento de los estadounidenses interrogados había oído las noticias durante la hora posterior al accidente. El accidente del Challenger ha sido utilizado como caso de estudio en muchas discusiones sobre la seguridad en ingeniería y la ética.