Зажигание основного двигателя взлётной ступени «Ориона» было включено в 175 часов 31 минуту 47,9 секунды полётного времени (01:25:47
UTC 24 апреля). Взлёт был показан телекамерой «Лунного Ровера». Янг и Дьюк находились на поверхности Луны 71 час 2 минуты 13 секунд. Двигатель взлётной ступени отработал 427,8 секунды и вывел корабль на орбиту с
апоселением 74,5 км и
периселением 14,6 км. Перед стыковкой было совершено два манёвра по сближению. Когда корабли сблизились до расстояния в несколько десятков метров, ЦУП попросил Янга медленно повернуть «Орион» на 360° вокруг вертикальной оси с тем, чтобы Маттингли сфотографировал лунный модуль. Специалисты на Земле, просматривая запись телетрансляции взлёта, заметили, что на задней стенке взлётной ступени оторвались термозащитные панели. Маттингли доложил, что несколько внешних панелей действительно частично оторвались и деформировались, но внутренние панели термозащиты не повреждены. Янг и Дьюк осмотрели и сфотографировали «Каспер» и отсек научной аппаратуры служебного модуля, потому что некоторые приборы работали с перебоями. Стыковка состоялась в 177:41:18 на высоте 121,5 км над поверхностью Луны
