Priebeh letu V nedeľu 16. apríla 1972 astronautov prebudil Deke Slayton, riaditeľ operácií letových posádok, o 07:39 miestneho času. Následne John Young, Ken Mattingly a Charles Duke absolvovali poslednú lekársku prehliadku pred štartom a o 08:24 si sadli k raňajkám. Podával sa grapefruitový džús, filet mignon, vaječná omeleta, anglické muffiny s maslom, ovocný džem a káva. Pri raňajkách im spoločnosť robili Deke Slayton, záložný pilot veliteľského modulu Stuart Roosa, záložný pilot lunárneho modulu Edgar Mitchell, Dave Ballard, vedúci tímu podpory posádky Apolla 16 a Charles Buckley, riaditeľ bezpečnostnej služby Kennedyho vesmírneho strediska. Potom nasledovalo obliekanie skafandrov a o 09:48 odchod z Budovy pilotovaných letov ( Manned Spacecraft Operations Building ). Astronauti spolu s dvoma technikmi a Slaytonom nasadli do špeciálne upravenej dodávky, ktorá ich doviezla k 14 km vzdialenému štartovaciemu komplexu 39A. Slayton z dodávky vystúpil pri Stredisku riadenia štartu ( Launch Control Center ). Veliteľ John Young nastúpil do veliteľského modulu ako prvý a po ňom nasledoval pilot lunárneho modulu Charles Duke. O chvíľu neskôr sa k nim pridal pilot veliteľského modulu Ken Mattingly. Štart Apolla 16, 16. apríl 1972 Misia Apollo 16 nakoniec úspešne odštartovala 16. apríla 1972 o 12:54:00,59 miestneho času (17:54:00,59 svetového času) zo štartovacieho komplexu 39A v Kennedyho vesmírnom stredisku. Navedenie kozmickej lode na parkovaciu obežnú dráhu okolo Zeme prebehlo bez problémov. Po odlete z obežnej dráhy Zeme loď letela k Mesiacu, kam priletela po troch dňoch. Let k Mesiacu prebehol tiež bez problémov a 19. apríla o 20:22:27,87 UTC bol nad odvrátenou stranou Mesiaca spustený motor SPS v servisnom module, ktorý súlodie úspešne spomalil a naviedol na obežnú dráhu vo výške 108 – 315,6 km nad povrchom. Po navedení na obežnú dráhu Mesiaca nasledovali prípravy na manéver DOI (Descent Orbit Insertion – navedenie na zostupovú obežnú dráhu), ktorý súlodie uviedol na nižšiu dráhu (najnižší bod dráhy bol znížený na výšku 19,8 km nad povrchom), čím sa ušetrilo palivo v lunárnom module. Zvyšok štvrtého letového dňa astronauti strávili pozorovaniami a prípravami na aktiváciu lunárneho modulu, prípravami na odpojenie od materskej lode a pristátie. Prípravy na oddelenie lunárneho modulu Orion od veliteľského modulu Casper pokračovali nasledujúci deň, 20. apríla, kedy astronauti John Young a Charles Duke prestúpili do lunárneho modulu a o 18:07:31 UTC sa oddelili od materskej lode, v ktorej zostal Ken Mattingly. Pol hodinu po oddelení lunárneho modulu, v čase keď sa obe kozmické lode nachádzali nad odvrátenou stranou Mesiaca a nebola možná komunikácia s riadiacim strediskom, Mattingly astronautom do lunárneho modulu ohlásil problémy s kyvnými závesmi motora SPS, čo znamenalo možné prerušenie pristátia a návrat späť k Zemi, pretože pre pristátie na Mesiaci musela byť podľa letových pravidiel materská loď bezchybná. Riadiace stredisko v Houstone následne problém riešilo až niekoľko hodín a nakoniec došlo k záveru, že vo veliteľskom module ide iba o poruchu v elektrickej inštalácii, a je možné pokračovať ďalej v misii. Nasledovala cirkularizácia obežnej dráhy materskej lode a Young s Dukom v lunárnom module dostali povolenie na pristátie. Lunárny modul Orion úspešne pristál 21. apríla o 02:23:35 UTC v pevninskej oblasti Descartes Highlands a približne 85 km od krátera Descartes. Pred nimi na povrch Mesiaca dopadol posledný stupeň nosnej rakety Saturn. John Young odoberá vzorky na okraji krátera Plum počas prvého výstupu na mesačný povrch, 21. apríl 1972 Po 14 hodinách od pristátia začali obaja astronauti s prvým výstupom na mesačný povrch. „Tu ste, vy tajomné neznáme vysokohorské pláne u Descarta,“ ohlásil Young. „Apollo 16 sa chystá zmeniť vašu tvárnosť.“ „Tony,“ kričí Duke na komunikátora v riadiacom stredisku, „tento prvý krok po Mesiaci je nadovšetko. Johoho, je to tak obrovské, že tomu nemôžem uveriť!“ Najskôr vyložili mesačné vozidlo LRV ( Lunar Roving Vehicle ), nasledovala inštalácia malého ďalekohľadu s kamerou v tieni lunárneho modulu, vztýčenie vlajky a inštalácia laboratória ALSEP ( Apollo Lunar Surface Experiment Package ). To všetko im trvalo približne 4 hodiny. Potom odišli vozidlom na plánované miesto zberu vzoriek, kde sa asi hodinu zaoberali geológiou. Nasledovala dôkladná skúška jazdných vlastností vozidla, ktorá sa aj oficiálne nazývala „Grand Prix“. Kým Young sedel za volantom, Duke dokumentoval priebeh skúšky 16-mm kamerou. „Jazdí skoro len po dvoch,“ oznámil. „Ale práši sa mu skvostne od všetkých štyroch kolies. V zákrute dostanú zadné kolesá šmyk, odtrhnú sa a idú ako po snehu. Tak zase späť, John. Človeče, takéhoto pretekára som ešte nevidel. Hej, keď vojde do krátera, tak poskakuje ako kozľa. Teraz prechádza ostré zákruty sem a tam. Fuj. To bolo zastavenie. Kolesá sa proste zablokovali. Hurá!“ Po skúšobnej jazde s roverom prvý výstup skončil po vyše 7 hodinách, pričom astronauti nazbierali takmer 30 kg vzoriek a s vozidlom prešli vzdialenosť vyše 4 km. left|Charles Duke pri mesačnom vozidle LRV ( Lunar Roving Vehicle ) počas druhého výstupu, 22. apríl 1972 S druhým výstupom začali 22. apríla o 16:33:35 UTC a s vozidlom tentokrát vyšli smerom na juh, pričom na rovine rover šiel rýchlosťou 7 až 8 km/h. Na úpätí Stony Hill sa však jeho rýchlosť podstatne znížila. Young vybral širokú priehlbeň a vozidlo hnal nahor do desaťstupňového svahu. Po necelých piatich kilometroch výprava zastavila pri kráteri Crown vo výške asi 250 m nad miestom pristátia. V mäkkej pôde tu boli všade naokolo rozosiate kopy hranatých balvanov. Young s Dukom sa tu hodinu zaoberali zbieraním vzoriek a fotografovaním. Vďaka dobrému stavu zásob kyslíka a vody v batohoch PLSS (Primary Life Support System – primárny systém na udržanie životných podmienok) sa druhý výstup mohol predĺžiť o 20 minút oproti pôvodnému plánu. Skončil nakoniec po takmer 7,5 hodine, pričom astronauti priniesli do lunárneho modulu 29 kg vzoriek a s mesačným vozidlom prešli vzdialenosť 11,3 km. Lunárny modul Orion na povrchu Mesiaca, 23. apríl 1972 Tretí výstup začal 23. apríla o 15:25:28 UTC, pričom Young s Dukom tentokrát zamierili na sever ku kráteru North Ray. Preskúmali aj veľký balvan, ktorý na dĺžku meral približne 24 metrov. Pri spiatočnej ceste bol za cenu odtrhnutého blatníka prekonaný doterajší rýchlostný rekord mesačného vozidla. Z kopca s ním Young nabral rýchlosť 17 km/h, čiže o 5 km/h vyššiu, než bola maximálna konštrukčná rýchlosť. Po 11,4 km jazdy sa astronauti vrátili späť k lunárnemu modulu, kde ešte upratovali niektoré experimenty. Young zaviezol mesačné vozidlo do vzdialenosti asi 100 metrov od lunárneho modulu, aby bolo možné snímať ich štart z Mesiaca. Na záver Young ešte predviedol pokus o vysoký skok, ale v prostredí so zníženou gravitáciou prehnal švih a skončil kotrmelcom na chrbte. Duke tesne pred návratom do lunárneho modulu zanechal na povrchu fotografiu svojej rodiny a následne pozoroval, ako vplyvom slnečného žiarenia fotka sčernela. Tretí výstup sa musel z pôvodne plánovaných 7 hodín skrátiť na 5 hodín a 40 minút v dôsledku predchádzajúcich problémov so záložným systémom riadenia závesu motora SPS na servisnom module materskej lode. Počas riešenia spomínaných problémov došlo k 6-hodinovému oneskoreniu misie oproti plánu, a tým aj k spotrebovaniu časti energie v palubných batériách. Riadiace stredisko nechcelo riskovať prípadný nedostatok energie v čase, keď bude potrebné naviesť návratový stupeň lunárneho modulu späť k materskej lodi. Počas tretieho výstupu astronauti nazbierali ďalších 35,4 kg vzoriek. Celkovo v priebehu troch výstupov získali 95,71 kg mesačných hornín a prachu. Ken Mattingly medzitým vo veliteľskom module Casper snímkoval na obežnej dráhe vybrané oblasti mesačného povrchu pomocou vedeckých prístrojov SIM ( Scientific Instrument Module ), ktoré boli umiestnené v servisnej časti kozmickej lode. Štart návratového stupňa lunárneho modulu Orion z Mesiaca, ktorý sa uskutočnil 24. apríla o 01:25:47 UTC, a následné spojenie s veliteľským modulom Casper , o 03:35:18 UTC, bolo tiež bez problémov. Astronauti vyložili náklad vzoriek a experimentov z lunárneho modulu a uložili sa k spánku. Ešte v ten istý deň o 20:54:12 UTC došlo k odhodeniu teraz už nepotrebného návratového stupňa Orionu . Kvôli chybe v nastavení sa návratový stupeň nepodarilo naviesť na povrch Mesiaca, ale zostal na obežnej dráhe ešte približne rok. V dôsledku predchádzajúceho neplánovaného zdržania misie sa rozhodlo, že kozmická loď strávi na obežnej dráhe Mesiaca o jeden deň menej. Mattingly vypustil malú družicu, ktorá ale nedosiahla plánovanú výšku obežnej dráhy, a preto zanikla predčasne po 30 dňoch (pôvodný plán bol rok). Potom nasledovalo navedenie na dráhu späť k Zemi, známe pod skratkou TEI (Trans Earth Injection). Manéver sa uskutočnil 25. apríla o 02:15:33,07 UTC. Počas spiatočnej cesty Mattingly vystúpil ako druhý človek do otvoreného vesmíru v cislunárnom priestore (priestor medzi Zemou a dráhou Mesiaca), aby zo servisného modulu priniesol kazety s filmom a biologický materiál. Apollo 16 pristálo 27. apríla 1972 o 19:45:05 UTC pomocou padákov na hladinu Tichého oceánu. Miesto pristátia sa nachádzalo 290 km juhovýchodne od ostrova Kiritimati, 5,5 km od stredu pristávacej oblasti a 3,7 km od čakajúcej lietadlovej lode USS Ticonderoga .