Trzeci z manewrów został wykonany silniczkami OAMS podczas przelotu nad Oceanem Indyjskim i trwał 2,5 minuty. W trakcie manewru perygeum zostało obniżone do wysokości 72 kilometrów. Wówczas, gdyby nastąpiła awaria silników, statek wszedłby w atmosferę pod złym kątem i uległ dezintegracji, a tym samym astronauci ponieśliby śmierć. Ostatnia z operacji miała miejsce w trakcie trzeciego okrążenia Ziemi i miała na celu przywrócenie normalnych parametrów orbity.
Po zakończeniu manewru astronauci rozpoczęli przygotowania do deorbitacji. Odpalono ładunki pirotechniczne, dzięki którym nastąpiła separacja kapsuły powrotnej od przedziału napędowo-przyrządowego. Kilka minut później uruchomiono retrosilniki i statek Gemini 3 wszedł w atmosferę ziemską. Wokół pojazdu pojawiła się rozgrzana plazma. W tym momencie John Young rozpoczął eksperyment z łącznością. Nadawał sygnały, które miały być odebrane przez stacje naziemne. Te przechwyciły tylko część z sygnałów.