1965年3月23日，雙子座3號飛船進行了首次載人航天飛行，由宇航員維吉爾·I·格裏森和約翰·W·楊完成。在飛行過程中，宇航員啟動推進器改變軌道形狀，並實施了輕微的傾斜度變化。兩個月後，宇航員詹姆斯·a·麥克迪維特(James A. McDivitt)和愛德華·h·懷特(Edward H. White)乘坐雙子座4號飛入太空5天，在繞軌道運行的第三圈，懷特實現了美國首次太空行走。出艙時用管纜連接，用小型手持火箭實現空間機動。
“雙子座”工程的壹個重要任務就是實現軌道交會對接。1965、12、12、65438年2月4日和5日，雙子座7號和雙子座6A號分別進入太空，實現了太空交會，連續飛行7個多小時，距離僅40米，最近壹次飛行僅0.3米。後來雙子座8號和雙子座9A號的任務都是與“阿基納”火箭對接，但都沒有實現。1966 7月18日，雙子座10搭載約翰·楊(john young)和邁克爾·約翰·柯林斯(michaeljohn collins)進入軌道，實現了與“阿基納3號”的對接任務，完成了登月計劃的關鍵技術。然後雙子座11和雙子座12分別實現了兩次對接任務。
到目前為止,“雙子座”計劃已經成功實現了預期目標。作為壹個過渡性的獨立計劃，它取得了許多開創性的成就，為阿波羅登月計劃提供了極其寶貴的經驗和科技成果。在整個飛行過程中，航天員* * *進行了52次實驗，拍攝了地球不同高度的1400張彩色照片，全面研究了人在太空中長期工作和生活的情況。為航天技術人員和地勤人員發射火箭提供了大量的實踐活動。到“雙子座12”飛行結束時，美國宇航員已經記錄了2000小時的太空飛行時間，而蘇聯的飛行時間只有500多小時，美國人開始領先蘇聯。