شاتل فضایی انترپرایز در دوازدهم آگوست سال ۱۹۷۷ برای نخستین بار به صورت جداگانه پرواز کرد. این فضاپیما پیش از آن به طور معمول با استفاده از یک هواپیمای حامل متعلق به ناسا به نام حامل شاتل (SCA) به ارتفاع می‌رسید.
انترپرایز در ادامه چهار پرواز آزاد دیگر را نیز به انجام رساند که در آن‌ها فضاپیما از هواپیمای حامل جدا شده و تحت کنترل فضانوردان فرود آمد. این پرواز‌های آزمایشی ویژگی‌های طراحی مدارگرد و قابلیت پرواز شاتل را تأیید کردند و تحت پیکر‌بندی‌های آیرودینامیکی و وزنی مختلف اجرا شدند.
سه پرواز اول با دمی که در انت‌های بدنه عقب انترپرایز قرار داشت انجام شد تا کشش و آشفتگی در زمان جفت شدن با حامل شاتل کاهش یابد. در دو پرواز پایانی 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 نخستین پرتاب مداری برطرف می‌شد.
بر پایه طراحی انترپرایز، نخستین نمونه عملیاتی ش‌ها یعنی شاتل فضایی کلمبیا ساخته شد. طراحی این شاتل با انترپرایز متفاوت بود و بدنه عقب آن رابطی برای نصب غلاف خارجی سوخت نداشت. تعداد زیادی از زیرسیستم‌ها نیز در انترپرایز نصب نشده بودند. اگرچه از سلول‌های سوختی برای تأمین نیروی الک‌تریکی استفاده می‌شد، اما این انرژی برای پرواز‌های فضایی کافی نبود.
انترپرایز تنها برای اهداف آزمایشی مورد استفاده قرار گرفت و پیش از پرواز شتل‌های دیگر در آزمایش‌های متعددی شرکت کرد. در نهایت این شاتل به موزه دریا، هوا و فضای این‌ترپید منتقل شد و برای نمایش عمومی قرار گرفت.
