ジェミニ6-A号
周回4周目までにジェミニ7号とランデブーする計画であり、打上げ94分後には軌道変更を開始した。ジェミニ7号の方が高軌道にあり、この時点で1,175km前方にあった。ジェミニ6-A号は秒速5mほど加速し、ジェミニ7号へと追い付く運動を開始した。2時間18分後の軌道修正の際は483kmの位置にあり、3時間15分後には434kmまで接近、レーダーでジェミニ7号を捕捉し、近地点270km遠地点274kmの軌道に入った。その後も微修正を繰り返し、打上げから5時間50分ほどで2機の宇宙船は900mほど離れてランデブー飛行に入った。その後、さらに接近し90mから30cmの距離でランデブー飛行しながら約270分(地球3周)飛行している。乗員の休息時間となったため、ランデブーは終了し、衝突回避のため16kmの距離をとっている。
この時、ウォーリー・シラーは隠し持っていった小型のハーモニカでジングルベルを演奏し、周囲を驚かせている。
ジェミニ6-A号は翌日、ジェミニ7号よりも先に大気圏へ再突入し、1965年12月16日15:28:50UTCに大西洋上へ着水している。航空母艦ワスプに回収された。アメリカ国防総省もジェミニ6-A号/7号の支援についており、人員10,125名と航空機125機、艦艇16隻が投入された。
ジェミニ6-A号は、オクラホマ州オクラホマシティのオクラホマ歴史センターにて保管展示されている。