謎團一：「挑戰者」號是否爆炸
圍繞「挑戰者」號失事的錯誤說法有許多，一個被公眾經常提及的說法是，「挑戰者」號在從佛羅里達州甘迺迪航天中心發射73秒以後爆炸。
美國國家航空與太空博物館太空梭分館館長瓦萊莉．尼爾(Valerie Neal)說：「太空梭本身並沒有爆炸。我認為，之所以產生這樣的誤解，是因為它看上去像爆炸，而媒體又稱之為爆炸。」甚至連美宇航局官員也在悲劇發生後稱這起事件為爆炸。
尼爾說，事後調查發現，「挑戰者」號當時發生的情況其實遠比想像的複雜。太空梭的外掛燃料箱受損，液態氫和液態氧推進劑全部釋放出來，這兩種化學物混在一起後開始燃燒，結果在距地面數千英尺的高空形成了一個巨大的火球。不過，「挑戰者」號此時尚完好無損，仍在升空，但很快變得不穩定起來。
尼爾說：「最後，它與燃料箱脫離，速度立即升了上去，但是，沒有了推進器和燃料箱，軌道飛行器無法承受空氣動力的衝擊。機尾和主發動機脫落，接著，兩個機翼也跟著分離，乘員艙和機身前部與有效載荷艙分離，它們從天而降，墜入水中後加速分解。」
謎團二：「挑戰者」號機組是否當場死亡
有說法是，「挑戰者」號的七名太空飛行員在太空梭「爆炸」後當場死亡。實際上，他們並不是被炸死的，也不是在太空梭分解時當場死亡。雖然機組人員死亡的準確原因並不清楚，但許多專家如今認為，七名太空飛行員最初還活著，直到乘員艙以每小時超過200英里(約合每小時321公里)的速度墜入大西洋以後才喪命。
尼爾說：「在遺體被發現時，他們仍綁在座位上。」太空飛行員們在生命最後時刻是否神志還清醒，目前還是一個謎。美宇航局的一份醫學調查報告稱，「由於乘員艙壓力在飛行中喪失，太空飛行員可能失去了知覺，但我們對此不敢肯定。」
謎團三：數百萬人是否通過電視直播目睹悲劇
尼爾說，在災難發生數小時乃至數天以後，「挑戰者」號太空梭失事畫面在全美各大電視網「不間斷地反覆播出」，這或許解釋了為何那麼多人「記得」通過電視直播目睹了「挑戰者」號毀滅過程，而事實上，他們看到的可能只是重播。尼爾說：「大多數通過電視直播看到悲劇發生是一種誤解。」
當時美國大多數收視率很高的電視台並沒有直播「挑戰者」號太空梭發射，而且，「挑戰者」號是在美國東部時間1月28日上午11時39分發射的，大部份人還在工作中，只有少數觀眾通過衛星天線在美宇航局電視頻道或美國有線電視新聞網(CNN)觀看了這一幕。
謎團四：失事是否是由低溫引起
據太空梭歷史學家尼爾介紹，「挑戰者」號發射當天的氣溫只有零下30多華氏度，即在攝氏零度以下——這是有史以來太空梭發射時記錄下的最低溫度。
一個較為流行的說法是，低溫是造成橡膠或O型環失效的原因。它們幫助密封太空梭右側固體火箭助推器(SRB)的重要接頭。但是，將O型環失靈歸咎於低溫過於簡單化。尼爾說：「如果僅僅是因為溫度，還不會造成這樣的悲劇。就在正式發射前幾天，工程師在檢修中就發現了部份O型環失效的證據，那時還沒有發射當天冷。」
事後調查認定，「挑戰者」號失事的罪魁禍首是固體火箭助推器接頭泄漏，使得超熱氣體進入並燒壞了助推器和外掛燃料箱，造成結構分離。尼爾說：「事後分析表明，低溫肯定是事故發生的一個原因，而固體火箭助推器接頭設計和美宇航局的決策過程同樣是難辭其咎。這就像是因多方面條件理想而形成的一場完美風暴。」
謎團五：「挑戰者」號是否安裝了彈射座椅
尼爾經常聽到的另一個有關「挑戰者」號失事的說法是，在災難發生後美宇航局下令其他太空梭必須安裝彈射座椅。事實上，彈射座椅不可能挽救「挑戰者」號上所有的太空飛行員，它們的存在可能反而對太空飛行員構成了威脅。
據尼爾介紹，彈射座椅「相當笨重，本身就存在安全隱患，因為它們裡面有易燃材料。」她說，即便「挑戰者」號安裝了彈射座椅，「也只會為機長和副駕駛員所準備，即真正駕駛太空梭的人。」「挑戰者」號失事以後，美宇航局確實要求其他太空梭必須安裝逃生系統，這套系統由一個10英尺(約合3米)長的「逃生杆」組成，一旦遇到緊急情況，可以打開。
