20 февраля 1986 года, за пять дней до съезда КПСС, базовый модуль был успешно выведен на орбиту ракетой-носителем «Протон-К» (впрочем, не без шероховатостей орбиту пришлось корректировать из-за ошибки баллистиков). А годом позже, 9 апреля 1987 года, к базовому блоку пристыковался экспериментальный астрофизический модуль «Квант», превратив «Мир» в полноценную многомодульную станцию. Впоследствии к станции отправили ещё четыре блока: модуль дооснащения «Квант-2» (в 1989 году), стыковочно-технологический «Кристалл» (в 1990-м), исследовательский «Спектр» (в 1995-м) и научно-исследовательский «Природа» (в 1996-м). Корабли снабжения могли пришвартовываться к получившейся конструкции через три узла: один свободный в стыковочном отсеке базового модуля, один в модуле «Кристалл» (специально для «Буранов») и один в модуле «Квант». Два стыковочных узла были оборудованы системой типа «Курс», а один типа «Игла».
Первыми людьми на «Мире», тогда ещё одномодульном, стали члены экипажа «Союза-Т-15» Леонид Кизим и Владимир Соловьёв. Их корабль имел устаревшую систему «Игла» и потому пристыковывался не к переднему, а к заднему порту, ведущему в агрегатный отсек. Но в целом это был невероятный полёт. «Союз-Т-15» пристыковался к «Миру», космонавты привели станцию в рабочее состояние, а через полтора месяца расстыковались и полетели к «Салюту-7». На «Салюте» они провели ещё полтора месяца, после чего вернулись на «Мир»! По сути, это были первые в истории полёты между космическими станциями (или космическими базами называйте как угодно). Маршрут «Союза-Т-15» походил на то, о чём писали фантасты.
Но перспективы самого «Мира» оставались под вопросом. К развалу СССР «Миру» не хватало двух исследовательских модулей «Спектра» и «Природы», и работа над ними была заморожена из-за нехватки денег, да и из-за политической ситуации в целом. И в 1991 году началась, наконец, международная эра первой в мире многомодульной ДОС. «Спектр» и «Природу» профинансировало NASA (таким образом, «Мир» стал, по сути, международной космической станцией). Это кардинально изменило назначение «Спектра». Изначально он назывался «Октант» и был разработан КБ Челомея в качестве оборонного корабля, оснащённого ракетами перехвата. В 1992 году холодная война уже закончилась, да и финансировало проект американское агентство, поэтому о его военном назначении забыли и модуль стал исключительно исследовательским.
Кроме того, в ноябре 1995 года шаттл Atlantis доставил на «Мир» седьмой модуль стыковочный переходник собственно, для шаттлов. Его приделали к «Кристаллу», ставшему основной точкой входа для американских кораблей. То, что «Кристалл» изначально разрабатывался под причаливание «Буранов», очень помогло: Space Shuttle имел схожую компоновку и параметры. Всего с 1995 по 1998 год шаттлы прилетали на «Мир» восемь раз, из них шесть раз Atlantis и по одному Endeavour и Discovery.
Изначально «Мир» был рассчитан то ли на три, то ли на пять лет работы (обе цифры встречаются в технической документации разных лет), но к концу XX века проработал целых 15 лет. Технически были возможны ремонт изношенной станции, реконструкция и замена модулей и т. д. Но Россия не располагала средствами: в 1990-е финансирование космонавтики шло за счёт прибыли от коммерческих полётов иностранных космонавтов и запусков спутников, и этих денег катастрофически не хватало. Станция же находилась в очень плохом состоянии изношенные системы то и дело ломались, возникали пожары, отказывала вентиляция, барахлила навигация и т. д. Модуль «Спектр» полностью вышел из строя после того, как 25 июня 1997 года в него врезался грузовой корабль «Прогресс М-34». «Спектр» имел самую большую площадь солнечных батарей и обеспечивал до 40 % энергии станции, так что его потеря была фактически невосполнима. Поэтому в последние годы даже научная работа на «Мире» почти не проводилась.
16 июня 2000 года с «Мира» на «Союзе-ТМ-30» вернулась последняя экспедиция (Сергей Залётин и Александр Калери), а 16 ноября Юрий Коптев, на тот момент генеральный директор Роскосмоса, предложил затопить станцию. После ряда прений, в основном политического характера, его предложение было принято в качестве руководства к действию. 21 марта 2001 года станцию свели с орбиты, а спустя несколько часов её самые тугоплавкие детали достигли поверхности планеты и упали в Тихий океан неподалёку от Новой Зеландии.
Объективно говоря, спасать станцию действительно не имело смысла. Проведя на орбите 5511 суток, она полностью выработала заложенный ресурс, а содержание огромной, 140-тонной рассыпающейся на орбите громады было не только чудовищно дорогим, но и опасным. За 15 лет работы на станции провели более 30 000 научных опытов, на ней побывали 104 космонавта из 12 стран мира (причём, что забавно, американских было больше, чем российских и советских). Космонавт Валерий Поляков установил на «Мире» рекорд по продолжительности нахождения в космосе в ходе одного полёта 437 суток и 18 часов, аналогичный рекорд для женщин установила американка Шэннон Лусид (188 суток, правда, этот рекорд позже побили). А деньги, освободившиеся в результате отказа от эксплуатации устаревшего «Мира», пошли на содержание и доработку российского сегмента МКС. Сохранение старой станции серьёзно помешало бы МКС не только в том смысле, что у России иначе не хватило бы средств на строительство новых сегментов, но и в техническом аспекте: «Мир» с определённой регулярностью терял детали, становившиеся космическим мусором, к тому же при наличии в ближнем космосе другого крупного объекта усложнялся расчёт орбиты для кораблей, летящих на МКС.