Start von Cape Canaveral; Landung 1200 km südwestlich der Bermuda-Inseln im Atlantik.

Nachdem nach dem Start planmäßig auch die zweite Raketenstufe abgetrennt worden war, wendete Frank Borman die Kapsel und versuchte ein Rendezvous-Verfahren mit eben dieser Stufe durchzuführen. Da aus der Stufe aber noch aus einer Leitung Treibstoff strömte geriet die Stufe ins Taumeln. Aus Sicherheitsgründen, blieb Frank Borman daher mit der Kapsel in etwa 6 m Abstand, so dass es nur zur Annäherung für etwa 15 Minuten kam.

Ein größerer Erfolg war dann dem Rendezvous-Manöver mit dem später gestarteten Raumschiff Gemini 6A beschieden. Beide Raumschiffe näherten sich bis auf 30 cm und die Kapseln ließen sich problemlos navigieren - ein weiterer Meilenstein in der bemannten Raumfahrt.

Erstmals erfolgte bei dieser Mission keine Arbeitsteilung der Astronauten - beide ruhten, beide arbeiteten. 20 Experimente standen auf dem Programm, von denen lediglich zwei scheiterten. Von den 20 Experimenten gehörten 8 zu den medizinischen Experimenten, in denen z.B. der Kalzium-Haushalt untersucht wurde oder das Verhalten des Blutkreislaufs im All im Hinblick auf physischen und mentalen Stress. Insgesamt gab es aber nur vier neue Experimente.

Die beiden Astronauten stellten einen neuen Aufenthaltsrekord im All auf. Nach den Highlights der Mission hatten die beiden Astronauten natürlich viel Zeit, die sie nun allerdings auch zum Lesen nutzen konnten. Im Gegensatz zu ihren Vorgängern hatten sie Bücher mitgenommen (Mark Twain bzw. Walter D. Edmonds).

Allerdings tauchten auch bei dieser Mission Probleme auf. Erneut gab es Schwierigkeiten mit den Brennstoffzellen und auch die Steuerdüsen arbeiteten nicht einwandfrei. Außerdem platzte ein gerade frisch befüllter Urinbehälter. Man konnte zwar die Flüssigkeiten bergen, aber es soll recht unangenehm gerochen haben während des Fluges.

Die Landung verlief allerdings problemlos und nur etwa 12 km vom berechneten Landepunkt entfernt. Auch diese Crew wurde von der USS Wasp geborgen.