Kellyn toinen avaruusaluslento oli STS-118:n komentajana, joka oli 12-päiväinen avaruussukkula-lento ISS:lle elokuussa 2007. Kellyn kolmas avaruusaluslento oli ISS:n Expedition 25/26 miehistön jäsenenä. Hän saapui ISS:ään Soyuz TMA-01M -aluksella 9. lokakuuta 2010, ja toimi lennon insinöörinä, kunnes hän otti asemasta komennon 25. marraskuuta 2010 Expedition 26 alussa.
9. lokakuuta 2010