Il 16 marzo 1996 (58 anni fa) venne effettuato con successo il lancio del satellite Agena mediante un razzo vettore del tipo Atlas. Si constatò che il satellite impegnava circa 100 minuti per effettuare un'orbita intorno alla Terra. Così si poté provvedere al lancio di Gemini 8 con a bordo l'equipaggio Armstrong e Scott. Dopo circa sei ore di volo, la capsula spaziale aveva raggiunto il satellite Agena e, poco dopo, la manovra di aggancio del Gemini 8 – docking – riuscì perfettamente. Fu il primo aggancio di due veicoli spaziali effettuato in un'orbita intorno alla Terra.
I congegni di propulsione dell'Agena poterono essere manovrati a distanza sia dal centro di controllo a terra, come pure dalla capsula Gemini stessa. Il programma di volo prevedeva pure una manovra per testare la resistenza meccanica dei due veicoli così agganciati. In seguito ad una variazione di posizione per effettuare tale manovra, non si fu più in grado di stabilizzare la combinazione Agena-Gemini, che iniziò a ruotare su sé stessa. Gli astronauti pensarono di aver individuato la causa del problema nel satellite e pertanto si staccarono dallo stesso, dopo averne trasferito il controllo al centro di controllo a terra. Con il distacco ed il conseguente venir meno della massa dell'Agena, l'autorotazione divenne ancor più rapida, raggiungendo il limite massimo di carico e resistenza della capsula e degli astronauti stessi.
Con una velocità di rotazione di un giro al secondo ed al limite della perdita dei sensi, Armstrong e Scott riuscirono a stabilizzare la navicella solo disattivando l'Orbit Attitude and Maneuvering System (OAMS), e utilizzando il Reaction control system (RCS). Poco dopo si riuscì ad individuare la causa del problema: l'ugello numero 8 dell'OAMS era bloccato in posizione aperta.
Dato che il programma di volo prevedeva imperativamente l'interruzione della missione nel caso che l'RCS fosse stato attivato per qualunque ragione, non restava che avviare un rientro di emergenza. In considerazione del fatto che nell'Oceano Atlantico, luogo previsto per l'atterraggio, si era già fatto notte, la capsula fu fatta scendere nelle acque dell'Oceano Pacifico dove arrivò senza problemi. La missione fu pertanto conclusa dopo solo 11 ore di volo.
