شاتل فضایی انترپرایز در دوازدهم آگوست سال ۱۹۷۷ برای نخستین بار به صورت مستقل پرواز کرد. پیش از این، این فضاپیما به طور معمول با استفاده از یک هواپیما حامل متعلق به ناسا به نام حامل شاتل (SCA) به ارتفاع می‌رسید.
پس از این پرواز اولیه، انترپرایز چهار پرواز آزاد دیگر را نیز به انجام رساند. در این پرواز‌ها، فضاپیما از هواپیما حامل جدا شده و تحت کنترل فضانوردان فرود آمد. این سری پرواز‌های آزمایشی، ویژگی‌های طراحی مدارگرد و قابلیت پرواز شاتل را تأیید کرد و تحت پیکر‌بندی‌های آیرودینامیکی و وزنی مختلف اجرا شد.
سه پرواز اول با یک دم که در انت‌های بدنه عقب انترپرایز نصب شده بود، انجام گرفتند. این تجهیز باعث کاهش کشش و آشفتگی در زمان جفت شدن با هواپیما حامل می‌شد. در دو پرواز آخر، این دم برداشته شد و موتور‌های اصلی ماکت بر روی شاتل نصب گردیدند.
در پنجمین و آخرین پرواز آزاد، مشکلات نوسانی ناشی از عملکرد خلبان آشکار شد که باید پیش از اولین پرتاب مداری برطرف می‌شدند.
بر پایه طراحی انترپرایز، نخستین شاتل فضایی عملیاتی به نام کلمبیا ساخته شد. با این حال، طراحی کلمبیا با انترپرایز تفاوت‌هایی داشت؛ بدنه عقب انترپرایز رابطی برای نصب غلاف خارجی نداشت و تعداد زیادی از زیرسیستم‌ها در آن نصب نشده بودند.
انترپرایز از سلول‌های سوختی برای تأمین نیروی الک‌تریکی استفاده می‌کرد، اما این انرژی برای پرواز‌های فضایی کافی نبود. این شاتل تنها برای اهداف آزمایشی به کار گرفته شد و پیش از پرواز ش‌های دیگر، تست‌های گسترده‌ای را پشت سر گذاشت.
در نهایت، انترپرایز به موزه دریا، هوا و فضای این‌ترپید منتقل گردید و برای نمایش عمومی قرار گرفت.
