В марте
1992 года
был зачислен в отряд
НАСА
в составе
, кандидатом в
астронавты
. Стал проходить обучение по курсу Общекосмической подготовки (ОКП). По окончании курса, в августе 1993 года получил квалификацию «специалист полёта» и назначение в Офис астронавтов
НАСА
. С апреля по ноябрь 1993 года он занимался вопросами: главные двигатели шаттла, твердотопливные ракетные ускорители, внешний бак и безопасность полётов
астронавтов
. В сентябре 1993 года в списке для получения полётного задания Смит стал первым.
Полёты в космос
Первый полёт —
STS-68
,
шаттл
«
Индевор
». C 30 сентября по 11 октября 1994 года в качестве «специалист полёта». Второй полёт шаттла с
(SRL-2), предназначенной для отработки системы всепогодного
. Продолжительность полёта составила 11 суток 5 часов 47 минут
.
Второй полёт —
STS-82
,
шаттл
«
Дискавери
». C 11 по 21 февраля 1997 года в качестве «специалист полёта». Цель второго полёта к
телескопу
— проведение технического обслуживания и замена научных приборов на космическом
телескопе
имени Хаббла
. Во время полёта совершил три выхода в открытый космос: 14 февраля 1997 года, продолжительность — 6 часов 42 минуты, 16 февраля — 7 часов 11 минут, 18 февраля — 5 часов 17 минут. Продолжительность полёта составила 9 суток 23 часа 38 минут
.
Третий полёт —
STS-103
,
шаттл
«
Дискавери
». C 20 по 28 декабря 1999 года в качестве «специалист полёта». Целью полёта — ремонт и дооснащение
космического телескопа «Хаббл»
. За время полёта было совершено три (из запланированных четырёх)
выхода в открытый космос
(общей продолжительностью 24 часа 33 минуты), ставших вторым, третьим и четвёртым выходами по длительности в истории космической программы (рекордный выход был совершён в
1992 году
, во время полёта
STS-49
). Во время полета совершил два выхода в открытый космос: 22 декабря 1999 года, продолжительность — 8 часов 15 минут. Основная задача: демонтаж и замена 2-го, 3-го и 1-го блоков гироскопов. Выход был запланирован на 6 часов 15 минут, но оказался вторым по длительности в истории космической программы (первый в мае
1992 года
во время полётов
STS-49
— 8 часов 29 минут). 24 декабря — 8 часов 8 минут. Замена передатчика SSAt-2, установка записывающего устройства SSR-3. Стивен Смит по итогам выходов набрал 35 часов 33 минуты внекорабельной деятельности и вышел на второе место в
США
после
Джерри Росса
(44 часа 11 минут).
Продолжительность полёта составила 7 суток 23 часа 12 минут
.
Четвёртый полёт —
STS-110
,
шаттл
«
Атлантис
». C 8 по 19 апреля 2002 года в качестве «специалиста полёта». В полёте Атлантис STS-110 были впервые установлены три основных двигателя
SSME
последней модификации Block II. Основной задачей полёта являлась доставка на
Международную космическую станцию
(МКС) центральной секции
S0 Основной фермы
, мобильного транспортёра MT (
англ.
Utility Transfer Assembly
— UTA) и грузов.
. Во время полета совершил два выхода в открытый космос: 11 апреля 2002 года, продолжительность — 7 часов 48 минут, Стивен Смит и
Рекс Уолхайм
, фиксация секции
фермы S0
и 14 апреля — 6 часов 27 минут, Стивен Смит и Рекс Уолхайм, переключение питания
манипулятора SSRMS
на сеть
S0
. Продолжительность полёта составила 10 суток 19 часов 44 минуты.
.
Общая продолжительность
внекорабельной деятельности (ВКД)
за 7 выходов — 49 часов 48 минут. Общая продолжительность полётов в космос — 40 дней 0 часов 21 минуту.