Transportní loď Sojuz TMA-15 ke stanici ISS dopravila tři nové členy dlouhodobé posádky. Jakmile noví členové posádky přešli na palubu stanice, vznikla tím dlouhodobá Expedice 20. Mezinárodní kosmická stanice ISS tak měla poprvé kompletní šestičlennou posádku.

Start lodi Sojuz TMA-15 se uskutečnil 27.05.2009 ve 12:35 SELČ. Po dvou dnech letu se Sojuz TMA-15 připojil k ISS (29.05.2009 ve 14:34 SELČ).

Už krátce po zahájení společných operací v plné sestavě byl na programu výstup do kosmu.

V pátek 05.06.2009 Padalka a Barratt začali na povrchu stanice připravovat horní uzel modul Zvezda na budoucí připojení ruského modulu MRM-2 (Mini-Research Module 2). Výstup do kosmu zahrnoval především instalaci setkávacího terče, dvou sestav antén systému Kurs a zapojení kabeláže k anténám. Kromě toho Barratt pořídil fotodokumentaci ruského segmentu stanice (byl přitom upoután na konci dlouhého manipulátoru Strela-2 ovládaného Padalkou). Výstup byl zahájen v 9:52 SELČ s cca hodinovým zpožděním proti plánu kvůli problémům s měřením obsahu CO2 ve skafandrech. Samotný výstup pak už proběhl dobře a byl ukončen ve 14:46 SELČ (trval tedy 4 hodiny a 54 minut).

Následně dne 10.06.2009 kosmonauti (opět Padalka a Barratt) ve skafandrech Orlan-MK krátce pracovali uvnitř dehermetizované přechodové části mezi moduly Zvezda a Zarja. Cílem bylo přemontovat vodicí kužel stykovacího zařízení z uzlu -Y na horní uzel modulu Zvezda (a přemístění plochého uzavíracího krytu opačným směrem). Tím byl uzel připraven k příletu a připojení MRM-2. Tento "vnitřní výstup" IVA (Intra Vehicular Activity) trval jen 12 minut (od 8:55 do 9:07 SELČ).

Při misích STS-127 a STS-128 byla posádka postupně částečně vyměněna tak, že Wakatu vystřídal Kopra a toho pak Stottová.

Po příletu Sojuzu TMA-16 (02.10.2009, Williams, Surajev, Laliberté) a následném odletu Sojuzu TMA-14 (11.10.2009, Padalka, Barratt, Laliberté) se na ISS zformovala Expedice 21, jejímž velitelem se stal Frank De Winne.