4 kwietnia 1983 roku pierwszy satelita systemu TDRSS, TDRS-1, został umieszczony w kosmosie. Na orbitę został wyniesiony podczas dziewiczego lotu wahadłowca Challenger (lot STS-6). Uszkodzenie rakiety IUS spowodowało wyniesienie go na zbyt niską orbitę. Dopiero po 58 dniach delikatnych manewrów inżynierowie NASA ustawili TDRS-1 na właściwej orbicie. 23 i 24 września 1983 roku uruchomiono sześć dysz korekcyjnych satelity, aby go przesunąć z 67° długości geograficznej zachodniej na 41° długości zachodniej. W dniach 16 i 17 października 1983 ponownie uruchomiono silniki, aby zatrzymać zakończone przesuwanie. TDRS-1 służył aż do 2009 roku, najpierw jako satelita główny, a potem jako zapasowy.
TDRS-2 został zniszczony w czasie katastrofy Challengera w styczniu 1986 roku, w której zginęło siedmioro astronautów. Loty kosmiczne i system TDRSS zostały wtedy zawieszone na okres ponad dwóch lat. TDRS-3 został wyniesiony przez wahadłowiec Discovery 29 września 1988 roku. TDRS-4 został wyniesiony przez Discovery 13 marca 1989. W latach 90. wystrzelono jeszcze trzy satelity TDRSS pierwszej generacji, zaś w latach 2000–2002 kolejne trzy, należące do drugiej generacji.