OTV-4 Drugi orbiter X-37B został wystrzelony w ramach swojej drugiej misji o kryptonimie AFSPC-5 za pomocą rakiety Atlas V ze stanowiska startowego LC-41 znajdującego się w Cape Canaveral Space Force Station, 20 maja 2015 roku o godzinie 15:05 UTC. Po umieszczeniu orbitera na niskiej orbicie okołoziemskiej, misja orbitera otrzymała kryptonim USA-261. Celem misji orbitera było przeprowadzenie testu silnika Halla; XR-5A wyprodukowanego przez firmę Aerojet Rocketdyne w celu wsparcia budowy satelitów komunikacyjnych Advanced Extremely High Frequency. W ramach tej misji zostało także zrealizowane badanie zlecone przez NASA dotyczące zbadania wydajności różnych materiałów w przestrzeni kosmicznej przez co najmniej 200 dni. Orbiter spędził wówczas rekordowe 717 dni i 20 godzin w przestrzeni kosmicznej, po czym pomyślnie wylądował w na pasie startowym znajdującym się na terenie Shuttle Landing Facility, 7 maja 2017 roku o godzinie 11:47 UTC.