Mariner 10 ble skutt opp 3. november 1973, omtrent to år etter Mariner 9. I løpet av de første ukene etter oppskytningen ble kameraet i romsonden testet ved å returnere fem mosaikkbilder av jorden, samt seks i fra Månen. Månen sin nordpol ble også ytterligere fotografert der tidligere dekning var dårlig.