Der Start war ursprünglich für den 28. September 1962 vorgesehen, wurde dann aber aufgrund eines defekten Treibstoff-Kontrollventils verschoben. Der Start erfolgte auf Cape Canaveral. Das Raumschiff landete etwa 440 km nordöstlich der Midway Inseln.

Walter Schirra absolvierte verschiedene Tests, die im Hinblick auf längere und komplexere Flüge erforderlich waren, wie z.B. Steuerungsmanöver auf der Tages- und Nachtseite der Erde. Der Flug wurde jedoch größtenteils automatisch gesteuert, um Treibstoff zu sparen. Während dieses Fluges fand auch die erste Fernsehübertragung live aus dem All statt. Sie dauerte allerdings nur wenige Minuten und die Fernsehsignale wurden dabei vom TV-Satelliten Telstar 1 übertragen. Weiterhin unternahm er Sternbeobachtungen sowie erste kleine Schwerelosigkeitstests und machte Fotos mit einer Hasselblad-Kamera.

Alles in allem war es ein fast perfekter Flug, der nur am Anfang eine Anomalie hatte, weil sich die Rakete unmittelbar nach dem Start einmal um die Längsachse drehte, was nicht eingeplant war und somit fast zum Startabbruch geführt hatte, doch die Lage stabilisierte sich wieder. Auch die Temperaturregelung im Raumanzug funktionierte nicht einwandfrei. Die Temperatur stieg an und es dauerte eine Weile, bis sie richtig eingestellt worden war.

Die Landung erfolgte erstmals im Pazifischen Ozean in unmittelbarer Nähe des Flugzeugträgers USS Kearsarge.