Start von Cape Canaveral (KSC); Landung 289 km südwestlich von San Diego im Pazifik.

Die Mission brachte die dritte und letzte Besatzung zur Raumstation Skylab.

Nach den Erfahrungen mit der Weltraumkrankheit der zweiten Mannschaft hatte die Flugleitung entschieden, dass die Astronauten die erste Nacht noch an Bord von Apollo verbringen sollte, weil offenbar die Schwerelosigkeit in großen, offenen Räumen die Raumkrankeit fördert.

An diesem Abend musste William Pogue sich übergeben, während sich Skylab noch außerhalb der Funkreichweite der Bodenstationen befand. Die Astronauten fürchteten, dass die Ärzte diesem Zwischenfall zu viel Wert beimessen würden, worauf die Mission verzögert oder vielleicht sogar abgebrochen würde. Deshalb berichtete Gerald Carr nur von William Pogues Unwohlsein, erwähnte aber nicht, dass William Pogue sich übergeben hatte. Die Astronauten hatten dabei aber vergessen, dass die Gespräche im Cockpit automatisch aufgezeichnet und zeitverzögert an die Bodenstationen überspielt wurden. Auf diesem Wege erfuhr die Flugleitung am nächsten Tag den wahren Sachverhalt, was Gerald Carr eine Rüge eintrug.

Die herausragende Arbeitsleistung der zweiten Mannschaft hatte neue Maßstäbe gesetzt, so dass die Flugleitung das Arbeitsprogramm der Mission ziemlich dicht packte. Einige neue Experimente kamen dazu, und der neuentdeckte Komet Kohoutek bot sensationelle Beobachtungsmöglichkeiten. Die Besatzung kämpfte auch mit technischen Schwierigkeiten, insbesondere gefährdete der Teilausfall der Lageregelung die Fortsetzung der Mission. Das Problem konnte durch Verbesserungen der Betriebsbedingungen behoben werden.

Es herrschte kein gutes Verhältnis zwischen den Astronauten und der Flugleitung auf der Erde. Ein dichtgedrängter Tagesablauf ließ den Astronauten nur wenig Freizeit. Es zeigte sich, dass die Zeitvorgaben verschiedener Aufgaben zu optimistisch eingeschätzt worden waren. In einigen Fällen mussten die Astronauten Experimente aufbauen, die sie noch nie zuvor gesehen hatten. Die Mannschaft fühlte sich überfordert. Zu einem klärenden Gespräch kam es allerdings erst relativ spät, am 45. Tag der Mission. Der mitunter zu hörenden Darstellung, die Mannschaft habe sich ohne Erlaubnis einen Tag frei genommen, widersprach Gerald Carr später allerdings und verwies darauf, man habe vielmehr freiwillig auf mehrere freie Tage verzichtet, um zeitliche Rückstände aufzuholen.

Wissenschaftliche, technologische und ingenieurswissenschaftliche Experimente beinhalteten Sonnenbeobachtung, biologische Experimente mit Fischen und die Beobachtung des Kometen Kohoutek.

EVAs wurden durch William Pogue und Edward Gibson am 22. November 1973 (6h 34m) für eine Antennenreparatur, Gerald Carr und William Pogue am 25. Dezember 1973 (7h 03m), Gerald Carr und Edward Gibson am 29. Dezember 1973 (3h 29m) sowie Gerald Carr und Edward Gibson am 03. Februar 1974 (5h 19m) unternommen.

Am 08. Februar 1974 stiegen Gerald Carr, William Pogue und Edward Gibson in das Apollo-Raumschiff um. Während sie noch angekoppelt waren, zündeten sie die RCS-Triebwerke zwei Mal für insgesamt drei Minuten, um Skylab in eine höhere Umlaufbahn zu bringen. Nach den Berechnungen der NASA sollte dies für neun weitere Jahre in der Umlaufbahn sorgen. Einige Lebensmittel, sowie Kleidung und Ausrüstungsgegenstände blieben an Bord. Sollte man vor dem Absturz noch einmal die Raumstation betreten (der Erststart des Space Shuttles war für fünf Jahre später geplant), könnte man die Auswirkungen der Langzeitlagerung untersuchen.

Kurz nach Zünden der Bremsraketen für den Wiedereintritt bemerkte Gerald Carr, dass die Steuerungstriebwerke nicht reagierten, so dass er auf ein Ersatzsystem ausweichen musste. Später stellte sich heraus, dass zuvor einige Schalter falsch bedient worden waren. Dieser Vorfall zeigte, dass es nicht ganz ungefährlich war, zwölf Wochen an Bord einer Raumstation zu bleiben, ohne ab und zu die Steuerung des Raumschiffs zu trainieren.

Die Crew stellte einen neuen Raumflug-Rekord auf und es ist auch noch heute der längste Flug der USA in der Raumfahrtgeschichte.

Das Bergungsschiff war die USS New Orleans.