Rakieta Atlas V wystartowała 17 maja o 15:14 czasu polskiego z kosmodromu na Przylądku Canaveral na Florydzie. Około 20 minut po starcie statek znalazł się na docelowej orbicie. Początkowo start miał odbyć się w sobotę, ale został przełożony o jeden dzień z powodu złej pogody.
X-37B po raz pierwszy poleciał w ramach misji Sił Kosmicznych, nowego rodzaju sił zbrojnych Stanów Zjednoczonych. Za program odpowiadają wspólnie NASA i USAF.
Amerykanie posiadają dwa egzemplarze wahadłowca X-37B OTV (Orbital Test Vehicle). Program ich budowy rozpoczął się pod koniec 2006 r. i zakończył w 2011 r. Pierwsza misja X-37B rozpoczęła się 22 kwietnia 2010 r. i trwała 224 dni. Pomimo, że zakładano, że X-37B będą przebywać na orbicie okołoziemskiej nie dłużej niż 270 dni, każda kolejna misja była coraz dłuższa. Druga trwała 468 dni, trzecia 674 dni, czwarta 717 dni a piąta - 780 dni (zakończyła się 26 października zeszłego roku).
Zasłona tajemnicy wojskowej zrodziła szereg spekulacji i teorii na temat natury misji X-37B. Jednakże z ujawnionych przez USAF informacji wynika, że wahadłowce wykorzystywane są do prowadzenia testów i badań technologii wykorzystywanych w programach kosmicznych.
Przed szóstym lotem Barbara Barrett, sekretarz US Air Force, informowała, że w ramach misji OTV-6 ma zostać przeprowadzone „więcej badań niż podczas którejkolwiek z wcześniejszych”. Wśród nich mają się znaleźć „dwa eksperymenty NASA”. Pierwszy ma dotyczyć zachowania się różnych materiałów w przestrzeni kosmicznej, w drugim zbadany zostanie wpływ promieniowania kosmicznego na nasiona roślin. Innym celem misji jest sprawdzenie technologii zamiany energii słonecznej na energię mikrofalową i jej przesył na Ziemię.
