Основные задачи — проверка возможности корабля совершать многодневные полёты, а также исследование долговременного влияния невесомости на организм человека. Другие задачи — сближение с космическим кораблём-мишенью, 17 различных экспериментов.
Запуск — 21 августа 1965 года, в 8:59:59.
Длительность полёта — 7 дней 23 ч, — первый рекорд длительности полёта, установленный астронавтами США. Из-за падения давления в топливном элементе не удалось провести сближение с мишенью. Полет был осложнён различными неполадками, в том числе двигателей манёвра и ориентации. Тем не менее, экипаж выполнил 16 из 17 запланированных экспериментов.
Посадка — 29 августа 1965 года. Из-за неверной информации, введённой в компьютер, корабль приводнился на расстоянии 120 км от расчётной точки. Экипаж подобран американским авианосцем USS Lake Champlain через 89 минут после приземления.