Po komplexních zkouškách, které probíhaly do konce ledna 1977 převezl Enterprise speciální kolový transportér na 55 km vzdálenou leteckou základnu Edwards v Mohavské poušti. Zde byly dlouhé přistávací dráhy, vhodné pro přistávání raketoplánů. V leteckém výzkumném zařízení NASA Dryden v době od února do listopadu 1977 absolvovala program ALT (Approach and Landing Tests - test přiblížení a přistání). Jednu posádku tvořili Joe Engle a Richard "Dick" Truly, druhou pak Fred Haise a Gordon Fullerton. Nejprve se testoval raketoplán připevněný na záda upraveného Boeingu 747. První tři testy probíhaly 15.2. 1977 a zkoumaly hlavně pevnost a stabilitu připojení.

V období od 18. února do 2. března se uskutečnilo celkem pět letů Boeingu s raketoplánem, který byl bez astronautů. Sledovala se letecká způsobilost celého kompletu a na závěr byl na zemi proveden celkový test systémů. Další let už absolvovala Enterprise i s astronauty na palubě. Bylo to 18. června 1977 a během celého letu se neodpojila od mateřského Boeingu. Bylo to hlavně proto, že se musely důkladně prověřit všechny systémy dříve, než na nich budou záviset životy kosmonautů. K oddělení nedošlo ani při dalších dvou letech 28. června a 26. července.

Velký den pro Enterprise nastal 12. srpna 1977, kdy se poprvé odpojila a plachtěním doletěla na Edwarsovu leteckou základu, kde přistála na dně vyschlého jezera, které sloužilo jako přistávací dráha pro zkušební lety. Při prvních třech samostatných letech byla zadní část raketoplánu s motory schována pod krytem, aby se zlepšila aerodynamika letounu. Při čtvrtém testu byl kryt odstraněn a raketoplán opět přistával na dně vyschlého jezera. Při posledním, pátém letu už Enterprise přistávala na běžné betonové přistávací dráze. Po těchto letech bylo jasné, že může létat v atmosféře a přistávat jako letadlo. Přehled testů, provedených na základně Edwards je v následujících tabulkách:

Taxi testy

Zkoušky pojezdu Boeingu 747 s Enterprise na zádech po ranveji bez vzlétnutí

Zkušební lety

Příprava bez posádky

Poté se raketoplán v březnu 1978 přesunul do Marshalovo střediska kosmických letů v Huntsivillu, Alabamě. Zde byla Enterprise na startovací rampě podrobena podobným vibracím, jakým mohl být vystaven jakýkoliv raketoplán při přistání. Další testování probíhalo na Mysu Canaveral v Kennedyho vesmírném středisku, kde se na raketoplánu zkoušely předletové a startovací procedury.

Ačkoliv se původně uvažovalo o tom, že se Enterprise upraví tak, aby mohla vzlétnout do vesmíru, nestalo se tak. V roce 1978 padlo rozhodnutí, že místo ní se z testovacího raketoplánu na plnohodnotné vesmírné plavidlo přestaví Challenger. Enterprise totiž následkem řady konstrukčních změn "ztěžkla" tak, že hmotnost užitečného nákladu, který by mohla vynést na oběžnou dráhu, klesla na minimum. Kdyby se upravovala, musel by být zhotoven nový trup z lehčích slitin a to by bylo tak drahé, že za tu cenu by bylo možné postavit úplně nový raketoplán. Tak dostal šanci Challenger, který byl původně určen jen pro statické zkoušky konstrukce, lidově řečeno "na rozlámání".

Po splnění svých pracovních povinnosti byla Enterprise předváděna na různých světových výstavách a leteckých přehlídkách. Například v roce 1983 byla vystavena na letecké přehlídce v Paříži, poté cestovala po Německu, Itálii, Anglii a dalších státech. O rok později bylo možné Enterprise spatřit na světové výstavě v New Orleans. Nakonec byla 18. listopadu 1985 z Kennedyho vesmírného střediska na Floridě převezena na Dullesovo letiště ve Washingtonu, kde strávila v jednom hangáru dlouhých 18 let.

Krátce do služby se Enterprise vrátila ještě dvakrát a to vždy po havárii jiného raketoplánu. Poprvé to bylo v roce 1986, kdy krátce po startu explodoval Challenger a to se na ní testovaly nouzové přistávací systémy. Poté, co v únoru 2003 shořela Columbie při přistávacím manévru, byla Enterprise částečně rozebrána a součástky podrobeny důkladné kontrole.

V listopadu 2003 byl raketoplán Enterprise přesunut na nové místo. Jeho novým domovem se stalo Udvar-Hazyho centrum, otevřené 15. prosince 2003, kde bude stát v obřím hangáru a ve vybrané společnosti. Spolu s ním je zde možné spatřit například první Boeing 707, lunární karanténní zařízení z mise Apollo, nadzvukový letoun Concord a několik desítek dalších významných letadel a vybavení.