Endeavour STS-123 s'amarre à la station le 13 mars 2008 à 03h49 GMT, avec environ vingt minutes de retard. En effet, lors de l'approche, le système de poursuite automatique s'est déverrouillé, et la station a due être "retrouvée" manuellement. Les écoutilles sont ouvertes à 05h36 GMT et les deux équipages peuvent se retrouver.

Moins d'une heure et demie plus tard, JOHNSON et BEHNKEN se mettent aux commandes du bras manipulateur de la navette, le RMS, pour transférer la palette SLP de la soute d'Endeavour jusque vers la MBS. C'est la SLP (Spacelab Pallet Payload) abrite le SPDM (Special Purpose Dexterous Manipulator), mieux connu sous le nom de Dextre.

Ce système exceptionnel a été conçu par la société canadienne MDA pour le compte de l'Agence Spatiale Canadienne (ASC). Il s'agit d'un embout destiné à être fixé à l'extrémité du bras Canadarm2 et qui dispose de deux bras secondaires capables d'effectuer des opérations de maintenance d'une précision exceptionnelle.

Mais ce robot est trop gros pour être transporté tel quel dans la soute d'Endeavour. Il a donc été installé en pièces détachées sur la palette SLP, et son montage par les astronautes se fera sur la plate-forme MBS.

La SLP est arrimée à la MBS via un point d'ancrage PDGF au POA (Payload ORU Attachment), un dispositif qui sert entre autres d'interface électrique. Mais quand le centre de Houston essaye de mettre les radiateurs de Dextre en marche, rien ne se passe. Les ingénieurs se mettent au travail pour trouver une solution, mais la situation n'est pas catastrophique dans la mesure où le robot est toujours muni de ses protections thermiques.

Plus tard, Garrett REISMAN installe sa couchette Kasbek dans le vaisseau Soyouz TMA-11, à la place de celle de Léopold EYHARTS. A partir de ce moment, REISMAN devient officiellement le second ingénieur de bord de l'équipage EO-16. Youri MALENTCHENKO s'occupe de démarrer le système de génération d'oxygène Elektron.

LINNEHAN et REISMAN entament la première sortie le 14 mars 2008 à 01h18 GMT. Leur première tâche est d'ôter la couverture de protection de la pièce d'amarrage du module Harmony où va être fixé le module japonais ELM-PS. Ils se dirigent ensuite vers la soute d'Endeavour où ils retirent des protections sur l'ELM-PS.

Ils reviennent ensuite vers le sas de Quest pour y déposer tout ce qu'ils ont retiré du module japonais, puis ils se rendent vers la palette SLP pour commencer à travailler sur Dextre.

Ils récupèrent tout d'abord les deux OTCM sur la SLP et en installent un à l'extrémité de chaque bras de Dextre. Les OTCM (ORU and Tool Changeout Mechanism) sont les mâchoires qui permettent de saisir des objets avec une grande précision.

A environ 06h30 GMT, le bras RMS de la navette extrait l'ELM-PS de la soute et commence à le déplacer vers le dessus d'Harmony, où il est arrimé à 07h00 GMT. Les astronautes rentrent dans le sas et la sortie se termine à 08h19 GMT. Elle aura duré 7h01.

Le problème avec l'alimentation électrique de Dextre n'est toujours pas réglé. Il semblerait qu'un défaut de conception en soit à l'origine : un bus de communication série a été mal configuré et ne respecte pas la norme MIL-STD-1553B. En conséquence, deux amplificateurs bidirectionnels sont connectés en série et le signal est "réfléchi" entre le POA et le PDGF de la SLP.

Le lendemain de la première sortie, le 15 mars, les astronautes démontent le CBM dans le vestibule entre Harmony et l'ELM-PS et installent des disjoncteurs. A environ 01h20 GMT, ils pénètrent pour la première fois dans l'ELM-PS. Plus tard, les ingénieurs de Houston décident d'accrocher le bras Canadarm2 au PDGF de Dextre, afin de l'alimenter en électricité. Le robot est mis sous tension avec succès à 02h10 GMT.

Ensuite, après une nuit de sommeil, les astronautes LINNEHAN et FOREMAN commencent la deuxième sortie dans l'Espace de la mission STS-123 le 15 mars 2008 à 23h48 GMT. Ils se dirigent immédiatement vers la palette SLP, où ils commencent par détacher les deux bras de Dextre de leur lieu de stockage. Ils les fixent ensuite au corps principal du robot et enlèvent plusieurs de leurs couvertures de protection thermique. Ils rentrent dans le sas de Quest à 06h56 GMT le 16 mars. La sortie a duré 7h08. Pendant ce temps, le Canadarm2 avait été déconnecté de Dextre pour pouvoir aider les astronautes. Il est reconnecté dès que ceux-ci sont dans le sas.

Le 16 mars, l'une des deux pompes du groupe 4SPN1 de la boucle KOB2 du système russe de régulation thermique tombe en panne. Aucun autre exemplaire n'est présent à bord, et le remplacement devra attendre. En attendant, c'est le groupe de secours 4SPN2 qui prend le relais.