Carpenter znajdował się w kapsule o nazwie „Aurora 7”. Podobnie jak w poprzednich lotach statków Mercury wystąpiły problemy z klimatyzacją i w kabinie panowała temperatura wyższa od zakładanej. W czasie lotu astronauta określał usytuowanie kabiny według gwiazd, fotografował Ziemię i obiekty w przestrzeni kosmicznej, badał wpływ nieważkości na działanie swojego organizmu i odbył wiele rozmów z 14 stacjami naziemnymi, znajdującymi się wzdłuż trasy lotu. Ponadto na początku trzeciego okrążenia astronauta zgodnie z zaplanowanym rozkładem zajęć, wydobył z pojemnika i umieścił poza kabiną na 30-metrowej nici kolorowy balon o średnicy 90 cm. Obserwując go, badał opór, jaki stawiała balonowi rozrzedzona atmosfera, sprawdzał zdolność oceny odległości oraz szacował widoczność poszczególnych barw malowania balonu. Podczas lotu na orbicie satelitarnej Carpenter zjadł posiłek, na który złożyły się prasowane owoce – migdały, daktyle i orzechy – oraz czekolada i chleb. Gdy „Aurora 7” po raz trzeci zaczęła zbliżać się od zachodu do wybrzeży Ameryki, rozpoczęto przygotowania do zejścia z orbity. O godzinie 18.17 nadano z Ziemi sygnał „Retrofire” nakazujący uruchomienie rakiet hamujących. Silniki jednak nie zostały uruchomione i „Aurora” zaczęła oddalać się na wschód.