Start miał miejsce o godzinie 9:14 czasu lokalnego z kompleksu startowego nr 41 (SLC 41) na przylądku Canaveral, na Florydzie. Oddzielenie wahadłowca od rakiety nośnej nastąpiło po 3 minutach i 40 sekundach lotu. Start zaplanowany był pierwotnie na 16 maja, jednakże został przesunięty z powodu niesprzyjających warunków atmosferycznych.
    Jest to szósta misja w historii lotów dwóch bezzałogowych wahadłowców X-37B nazywanych orbitalnymi pojazdami testowymi (OTV-1 i OTV-2). Poprzednie pięć misji wahadłowce przeprowadziły w latach: 2010, 2011–2012, 2012–2014, 2015–2017 oraz 2017–2019. Piąta misja (OTV-5), która trwała 779 dni i 17 godzin była jak na razie najdłuższą w historii lotów X-37B. Ogółem obydwa wahadłowce spędziły już w kosmosie łącznie 2865 dni, czyli 7 lat i 10 miesięcy.