Trzecia radziecka sonda Marsa wysłana pomyślnie w oknie startowym roku 1973, zawierała lądownik i człon macierzysty - analogiczne do Marsa-2 i Marsa-3.
Z uwagi na mniej korzystną niż w roku 1971 konfigurację planet, człon macierzysty nie był przeznaczony do wprowadzenia na orbitę wokół Marsa.

Rakieta nośna Proton, masa sondy 3260 kg, masa lądownika po odłączeniu: 1210 kg, po lądowaniu: 358 kg.
Aparatura naukowa lądownika zawierała dwie kamery panoramiczne, spektrometr masowy do analizy składu atmosfery, czujniki temperatury, ciśnienia i sily wiatru  oraz miniaturowy pojazd kroczący połączony z lądownikiem 15-metrowym kablem. Pojazd o kryptonimie PROP-M zawierał urządzenia do badania fizyczno-mechanicznych właściwości gruntu, pomiary miały być dokonywane co 1,5 m w polu widzenia kamer lądownika.

Przebieg lotu:
Start nastąpił 5 sierpnia 1973 r. o godz. 17:45:48 UT.
Sonda pomyślnie została wprowadzona na trajektorię międzyplanetarną, na której przeprowadzono jedną korektę w dniu 13 sierpnia 1973 r.
12 marca 1974 r. w odległości48 000 km od Marsa od sondy oddzielił się lądownik, który wszedł do atmosfery o godz. 09:05:53 UT z prędkością 5,6 km/s. Hamowanie aerodynamiczne obniżyło prędkość opadania do 600 m/s i o godz. 09:08:32 otworzył się spadochron. Jednocześnie zespół przyrządów rozpoczął badania parametrów i składu atmosfery - ich wyniki przesyłane były do członu macierzystego i stąd na Ziemię. Były to pierwsze bezpośrednie badania atmosfery Marsa (sonda Mars-3 nie miała takich zadań w trakcie lądowania). Niestety, na krótko przed zetknięciem z powierzchnią, o godz. 09:11:05 łączność z lądownikiem została utracona.
12 marca 1974 r. lądownik Marsa-6  jako trzeci obiekt z Ziemi opadł na powierzchnię Marsa.
Lądowanie nastąpiło w rejonie Margaritifer Sinus, w miejscu o współrzędnych 23,90°S,  19,42°W. Żadnych sygnałów z powierzchni już nie uzyskano, natomiast wyniki badań atmosfery wykonane w ciągu 224 sekund dotarły na Ziemię za pośrednictwem członu macierzystego. Część danych pozostała nieczytelna z powodu wadliwej elektroniki sondy.