子座9A号的替补指令长，1966年11月，洛弗尔作为双子座12号的指令长执行了第二次太空任务。在两次任务后，洛弗尔成为了在太空生活的时间最久的宇航员。阿波罗8号的主力指令舱驾驶员迈克尔·科林斯因颈椎间盘突出症接受手术后，洛弗尔接替了他的位置。和弗兰克·博尔曼、与威廉·安德斯一起，洛弗尔于1968年12月执行了首次环绕月球的阿波罗8号任务，期间由于是基督教圣诞节，洛弗尔与其他宇航员一同朗读了圣经创世记的部分内容，引发争议。洛弗尔担任了首次登月的阿波罗11号的替补指令长，计划中会担任阿波罗14号的指令长