Misja wystartowała w dniu 23 marca 1965 o godz. 14:24:00 UTC ze stanowiska startowego LC-19 CCSFS (Launch Complex 19 Cape Canaveral Space Force Station) na Florydzie (USA) za pomocą rakiety nośnej Titan-2-GLV (nr 3).
W misji wzięli udział astronauci: Virgil I. Grissom – dowódca pilot i John W. Young – pilot.
Była to pierwsza misja z udziałem dwóch astronautów na pokładzie. Także pierwsza podczas której załoga odpaliła silniki na orbicie, aby zmienić rozmiar i kształt swojej orbity. Był to ważny test manewrów statku kosmicznego, niezbędny do planowanych lotów na Księżyc.
Była to ostatnia misja kontrolowana z Cape Kennedy Air Force Station na Florydzie. Od tego czasu wszystkie misje są kontrolowane z ośrodka Johnson Space Center (JSC) w Houston (Texas, USA).
Podczas misji pojazd ukończył 3 orbity i wodował 23 marca 1965 o godz. 19:16:31 UTC.
Misja nie posiadała oficjalnej naszywki (ang. Patch), którą astronauci mieli na skafandrach. Zamiast tego emblemat został zaprojektowany i wybity na pozłacanych, srebrnych medalionach o średnicy 1 cala (25 mm), które załoga wzięła ze sobą w kosmos. Dopiero w kolejnych misjach pojawiły się naszywki na skafandrach.
Załoga Gemini 3 (od lewej): Virgil I. Grissom – dowódcat; John W. Young – pilot.
Flickr – Gemini 3 by NASA Johnson