Der Start erfolgte von Cape Canaveral. Mercury 7 wasserte 218 km südöstlich von Puerto Rico im Atlantik.

Es handelte sich um einen Wiederholungsflug von Mercury 6. Mehrere wissenschaftliche Aufgaben, darunter die Beobachtung von Flüssigkeiten in der Schwerelosigkeit sowie Fotografien von meteorologischen Phänomenen und terrestrischen Eigenschaften wurden ausgeführt. Ein Experiment, das den Atmosphärendruck und die Farbsichtbarkeit im All testen sollte, war nur teilweise erfolgreich. Auch das Problem der Wärme sowohl in der Kabine als auch im Druckanzug bekam die NASA nur begrenzt unter Kontrolle. Die Temperaturen waren hoch, aber noch im Toleranzbereich.

Die Landung erfolgte 400 km vom Zielgebiet entfernt wegen Ungenauigkeiten bei der Ausrichtung der Kapsel für das Feuern der Bremsraketen (ein Horizontscanner funktionierte nicht richtig). Scott Carpenter löste das Problem dieses automatischen Kontrollsystems, geriet dadurch aber zeitlich ins Hintertreffen und verbrauchte auch wohl zu viel Treibstoff. Scott Carpenter wurde mit Hubschraubern zum Flugzeugträger USS Intrepid gebracht, während die Kapsel etwa 6 Stunden später vom Zerstörer John R. Pierce geborgen wurde.