Pada 17 Januari 2003, sehari setelah peluncuran terakhir Columbia, Kelompok Kerja Foto Antarpusat NASA (IPWG) meninjau ulasan resolusi tinggi dari peluncuran dan melihat bahwa sepotong busa yang luar biasa besar mengenai sayap kiri pesawat ulang-alik.
Setelah pertemuan formal pertama DAT tiga hari kemudian, anggota tim Bob White membuat permintaan sendiri untuk pencitraan sayap kiri Columbia, seperti yang dilakukan Rodney Rocha, ketua bersama DAT.
Menurut Badan Investigasi Kecelakaan Columbia, ketiga permintaan itu akhirnya dihentikan oleh pejabat NASA lainnya, Linda Ham, yang mengetahui permintaan itu tetapi menyimpulkan berdasarkan percakapan dengan anggota Tim Manajemen Misi bahwa pencitraan tidak diperlukan.
Seperti yang dikatakan Sejarah, faktor lain dalam keputusan untuk tidak menggambarkan pesawat ulang-alik itu adalah kepercayaan yang berlaku di kalangan atasan NASA bahwa tidak ada yang bisa dilakukan jika kerusakannya buruk. Di sisi lain, Ham kemudian mengklaim tidak memiliki pengetahuan tentang masalah DAT.
Pada pagi hari tanggal 1 Februari 2003, setelah 16 hari di luar angkasa, sudah waktunya bagi Columbia untuk kembali. Seperti yang dirinci oleh Laporan Investigasi Kecelakaan Columbia, ketika pesawat ulang-alik itu melesat di California pada pukul 8:53 EST, saksi melaporkan melihat beberapa kilatan cahaya, yang menerangi jejak Columbia.
Empat sensor di sayap kiri pesawat ulang-alik secara misterius mati satu menit kemudian. Pada jam 9:00 pagi, pengamat melihat bahwa Columbia hancur berkeping-keping.
Sebagian besar puing-puing dari Columbia akhirnya tersebar di Texas Timur. Di Norwood, seperti dilansir The Telegraph, sebuah helm hangus ditemukan tertanam di tanah, dan lebih banyak sisa - seperti tangan, kaki, tengkorak, dan hati - ditemukan di tempat lain. Pada 13 Februari, per CNN, sisa-sisa dari ketujuh astronot telah diidentifikasi.
Pada akhir Maret, lebih dari 900 keping puing telah ditemukan dari lebih dari satu juta hektar tanah, dan pencarian sedang berlangsung.