Запуск состоялся 11 октября с помощью ракеты-носителя «Сатурн-1Б» и прошел успешно. Это был первый полет на «Аполлоне», и перед экипажем стояли сравнительно простые задачи.
После выхода на орбиту корабля астронавты стравили из второй ступени ракеты-носителя остатки топлива, с помощью вспомогательных двигателей совершили несколько поворотов системы «ступень – корабль», а затем отстыковали ступень от корабля. Придав импульс тяги кораблю, они отвели его от ступени на пятнадцать метров. После фотографирования ступени астронавты перевели корабль на другую орбиту.
На вторые сутки полета был осуществлен эксперимент по сближению с этой ступенью. Корабль подошел к ней на расстояние двадцать метров, и они в течение получаса совершали групповой полет. Затем были включены вспомогательные двигатели, и «Аполлон» перешел на другую орбиту.
13 октября начались различные эксперименты на борту корабля. Астронавты работали 16 часов и 8 часов отдыхали. При этом Ширра и Каннингем отдыхали одновременно, а Эйзел дежурил – его отдых начинался после того, как его товарищи приступали к работе.
Следующие сутки полета оказались довольно тревожными. Вскоре после первого телевизионного сеанса связи, передававшегося с помощью спутников в Европу, вышла из строя электрическая шина, которая обеспечивала питание переменным током. Каннингему удалось быстро выключить ее и тем самым предотвратить выход из строя преобразователя постоянного тока в переменный. Эта неполадка могла привести к серьезным затруднениям при торможении и спуске корабля на Землю, поскольку становилось невозможным регулировать направление тяги маршевого двигателя.
Руководители полета решили перевести корабль на более низкую орбиту. Сход с нее можно было обеспечить с помощью вспомогательных двигателей.
15 октября у экипажа появились симптомы простуды. 19 октября руководители полета заметили, что астронавты стали раздражительными, и предложили им увеличить продолжительность сна. Экипаж жаловался на плохое качество питьевой воды, обильно обработанной хлоркой. Иллюминаторы загрязнились, и проводить наблюдения стало трудно.
За время полета было проведено семь телевизионных передач с борта корабля. Некоторые из них астронавты превращали в «клоунады». Впоследствии им было приказано более серьезно вести себя перед телевизионной камерой.
На одиннадцатые сутки полета, 22 октября, корабль должен был вернуться на Землю. Астронавты обратились к Центру управления с просьбой разрешить им не надевать скафандры и шлемы. Они аргументировали это тем, что при заложенных из-за насморка дыхательных путях в результате резкого повышения давления может возникнуть острая боль в ушах и даже могут лопнуть барабанные перепонки, а шлемы и скафандры мешают зажать нос и создать противодавление на барабанные перепонки. После некоторых споров астронавты получили разрешение на спуск без шлемов, но в скафандрах.
