Elle a été sur deux missions à la Station spatiale internationale (ISS) :
* Expédition 14/15: En 2006-2007, elle a passé plus de 195 jours dans l'espace.
* Expédition 32/33: En 2012, elle a passé plus de 128 jours dans l'espace.
Sunita Williams est connue pour son endurance et réalisations dans l'espace , y compris battant le record du plus long vol spatial par une femme .