ジェミニ3号

ジェミニ1号および2号によって基本性能が確かめられたジェミニ宇宙船は、ジェミニ3号において、初めてジェミニ計画としては有人打ち上げを行なうこととなった。コールサインはかつてグリソムの搭乗したマーキュリー・レッドストーン4号の失敗を繰り返さないようにモーリー・ブラウン（不沈のモーリー・ブラウン,The Unsinkable Molly Brown タイタニック号の沈没に遭遇した女性がモデルのミュージカルより）が付けられた。ジェミニ3号においては、宇宙船の軌道姿勢制御システムのスラスターを用いた軌道変更試験などが主任務であった。

1965年3月23日14:24:00UTCにケープカナベラル空軍基地LC-19発射台より、タイタンII GLVによって打ち上げられた。南東方向へ向けて打ち上げられ、打上げ後約5分半で軌道投入されている。軌道上の試験では、スラスターに若干の不調が見られたものの、特に問題は無く、3周の軌道周回を行っている。当初軌道は遠地点224.2km近地点161.2km周期88.3分であったものが、軌道変更により169km-158km（87.8分）となり、その後の変更で近地点72kmまで降下し、逆噴射を用いなくとも大気圏再突入が行なえる状態であった。飛行時間は4時間52分。

宇宙食も計画の一部であったが、ヤングは無断で宇宙船内にサンドイッチを持ち込み食事した。無重力下で浮遊するパンくずが機器の故障に繋がる恐れがあり、この行為は非難された一方で、食事が飛行士の士気に大いに関わるという主張も認められ、宇宙食のメニューの大幅な改善へと繋がっている。

フロリダ半島沖の西大西洋に着水している。着水地点は予定より約110km離れていた。着水時は姿勢がやや不安定であり回収作業には時間が掛かったが、乗員はアメリカ海軍の航空母艦イントレピッド搭載のヘリコプターによって回収された。アメリカ国防総省もジェミニ3号の支援についており、人員10,185名と航空機126機、艦艇27隻が投入された。現在、ジェミニ3号はグリソムの故郷のインディアナ州スプリング・ミル州立公園のグリソム記念館で展示されている。