L'EVA-3 della missione STS-125 Atlantis è stata effettuata nel sesto giorno di missione dagli astronauti John Grunsfeld (EV-1)e Andrew Feustel (EV-2).
Le operazioni eseguite sono state molto complesse, in primo luogo si è provveduto a rimuovere il COSTAR dal telescopio, cioè dal complesso di specchi correttivi installati nel 1993 durante la missione STS-61.
L'alloggiamento del COSTAR è stato assegnato infatti al nuovo strumento COS (Cosmic Origins Spectrograph).
Il COSTAR, una volta smontato è stato provvisoriamente stoccato sulla struttura ORUC (Orbital Replacement Unit Carrier), all'interno della stiva.
I due astronauti hanno poi prelevato il COS dalla struttura ASIPE (Axial Scientific Instrument Protection Enclosure), installandolo poi nel vano di Hubble, operazione eseguita da Feustel bloccato sull'estremità dello RMS, mentre Grunsfeld ha provveduto a installare i perni di bloccaggio.
A seguire, il vecchio strumento COSTAR è stato poi prelevato dall'ORUC ed installato nell'ASIPE, per essere riportato a terra.
La seconda operazione eseguita è stata la riparazione della Advanced Camera for Surveys (ACS), che nel Gennaio 2007 ha subito un guasto ai sistemi di alimentazione che hanno causato lo stop di due dei tre canali di osservazione.
Per la riparazione si è provveduto a rimpiazzare l'unità CEB (CCD electronics box) nel Wide Field Channel dell' ACS, si è poi installato un alimentatore per fornire energia elettrica a questa nuova unità.
L'EVA è durata sei ore e 36 minuti.
In serata, i tecnici del Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland hanno testato con successo il buon funzionamento della nuove apparecchiature montate sull'ACS.
