Załoga :
 

James A. Lovell, Jr.	CDR	2 lot, NASA,USA
Edwin E. Aldrin, Jr.	CoPLT	1 lot, NASA,USA

Dublerzy :
 

L. Gordon Cooper, Jr.	CDR	3 lot, NASA,USA
Eugene A. Cernan	CoPLT	2 lot, NASA,USA

Orbita :

i=28,88°; h=160-271 km

Start 11.11.1966 o 20:46:33,419 z wyrzutni LC-19 na Cape Kennedy.

12.11.1966 o 01:00 połączenie z objektem GATV-12 (start GATV-12). Ze względu na awarię pompy paliwowej silnika GATV-12 nie przeprowadzono manewru podwyższenia orbity, a jedynie przy pomocy jej silników pomocniczych obniżono orbitę (257-284 km). Umożliwiło to przelot poprzez pas całkowitego zaćmienia Słońca o 12:48 nad wyspami Galapagos.

12.11.1966 o 16:15 Aldrin rozpoczął 149-minutową SEVA, podczas której wykonywał obserwacje obiektów astronomicznych oraz powierzchni Ziemi.

13.11.1966 o 15:32 Aldrin rozpoczął EVA, podczas której wykonał szereg prac na powierzchni GATV-12, oraz zamocował 30-metrową linę łączącą ją ze statkiem. EVA trwałą 126 minut.

Następnie Gemini-12 został odłączony od GATV-12, a załoga przez 4,5 godziny przeprowadzała operacje poświęcone badaniu dynamiki obiektów połączonych liną. Po ich zakończeniu lina została odstrzelona.

Ostatnia SEVA rozpoczęła się 14.11.1966 o 15:20 i trwała 55 minut, a poświęcona była obserwacji Ziemi.

Wodowanie 15.11.1966 o 19:21:04 na Atlantyku, 4,8 km za zaplanowanym miejscem (24°35'N, 69°57'W). Okręt odbiorczy USS Wasp ewakuował załogę o 19:49, a statek o 20:28.

Czas lotu: 3d 22h 34m 31s.