Wahadłowiec wylądował 16 listopada 1982 w bazie Edwards.
W 1983 otrzymał nominację do swojej drugiej misji – STS-51-A. Jej start miał miejsce 8 listopada 1984. Pozostałymi członkami załogi wahadłowca Discovery byli: Frederick Hauck – dowódca misji, David Walker – pilot oraz Anna Fisher i Dale Gardner – specjaliści misji. Podczas misji astronauci zabrali z orbity dwa satelity (Palapa B-2 i Westar VI), a dwa inne (Anik D-2 i Hughes LEASAT-1) – umieścili w przestrzeni kosmicznej. Lądowanie Discovery odbyło się 16 listopada 1984 na Przylądku Canaveral. Za ten lot Allen w 1985 został wyróżniony przez FAI Dyplomem im. Komarowa.
Joseph Allen odszedł z NASA 1 lipca 1985, po czym pracował jako dyrektor generalny International Space Industries w Waszyngtonie. Później był prezesem firmy Veridian. W 2004 przeszedł na emeryturę.
W miniserialu Z Ziemi na Księżyc w rolę Josepha Allena wcielił się .
Stowarzyszenie Uczestników Lotów Kosmicznych () przyznało mu Universal Astronaut Insignia za lot orbitalny (nr 113).
Wykaz lotów