На четвертые сутки экипажу предстояло проделать напряженную работу. По плану Швейкарт должен был перейти по туннелям-лазам в лунную кабину, затем через открытый космос вернуться в отсек экипажа и закончить свой путь вновь в лунной кабине. Однако в связи с плохим самочувствием Швейкарта командир корабля Макдивитт решил ограничиться лишь разгерметизацией лунной кабины и отсека экипажа, открытием люков и выходом Швейкарта на один дневной период (т.е. на время полета на освещенной части орбиты) в открытый космос на площадку перед люком. После согласования этого вопроса с руководителями полета Швейкарт и Макдивитт перешли по туннелям-лазам в лунную кабину, затем Швейкарт вышел на площадку и закрепил ноги в фиксаторах. Скотт, открыв люк отсека экипажа, по пояс высунулся в космос и сфотографировал Швейкарта.
Самый ответственный эксперимент был проведен на пятые сутки полета. Астронавты должны были совершить автономный полет в лунной кабине. Швейкарт и Макдивитт перешли в нее, а Скотт остался в отсеке экипажа. Кабину отстыковали от основного блока и с помощью вспомогательных двигателей отвели на расстояние примерно пять километров. Затем включили двигатель посадочной ступени лунной кабины и изменили ее орбиту, отойдя от основного блока примерно на 90 километров. После испытания бортовых систем Макдивитт вновь включил двигатель посадочной ступени и перевел кабину на орбиту, близкую к круговой. Наступил решающий момент эксперимента. Астронавты отстыковали от лунной кабины взлетную ступень и перевели ее сначала на другую орбиту с помощью двигателей системы ориентации, включив основной двигатель ступени, затем перешли на более низкую орбиту, чем орбита основного блока. После этого были проведены маневры по сближению взлетной ступени и основного блока, а также их стыковка. Астронавты перенесли на взлетную ступень «мусор», ставшие ненужными предметы из основного блока, а затем «бросили» эту ступень в космосе. По существу в этот день астронавты отрабатывали технику взлета взлетной ступени с посадочного отсека лунной кабины, сближение взлетной ступени с основным блоком, стыковку с ним, расстыковку и сброс взлетной ступени.
Последние пять суток полета астронавты испытывали бортовые системы, фотографировали, наблюдали наземные ориентиры, проводили эксперименты по связи.
Через 241 час после начала полета отсек экипажа благополучно приводнился в заданном районе. Спуск отсека на парашюте демонстрировался по цветному телевидению.
Полет корабля «Аполлон-9» был важным этапом на пути отработки лунной программы. Астронавты представили специалистам список 150 неполадок и отклонений от расчетных режимов в работе бортовых систем. Особенно их раздражало неоднократное включение световых и звуковых аварийных сигналов на пульте управления в кабине, хотя фактически никаких аварий не возникало. В питьевой воде были пузырьки газа, которые могли вызвать некоторые желудочные осложнения. По-прежнему, хотя и в меньшей степени, чем в предыдущих полетах, наблюдалось загрязнение иллюминаторов. Все эти неполадки были мелкими, обычными при испытательных полетах и не требовали серьезных изменений в конструкции корабля и его бортовых системах.
Итак, «Аполлон-8» был выведен на селеноцентрическую орбиту, но не имел лунной кабины. Она входила в состав корабля «Аполлон-9», который, однако, не был выведен на селеноцентрическую орбиту. Логика требовала запустить на орбиту Луны корабль с лунной кабиной. Эта задача и была возложена на «Аполлон-10».
За три недели до запуска из бака первой ступени «Сатурна-5» в результате ошибки операторов вытекло почти 20 тысяч литров горючего. Неполадка была быстро устранена, «Аполлон-10» стартовал 18 мая 1969 года. Его командиром был Томас Стаффорд, в состав экипажа входили Джон Янг и Юджин Сернан.
При работе последней ступени ракеты-носителя наблюдалась сильная вибрация. Неприятности начались сразу же, как только корабль взял курс к Луне. При наполнении туннелей-лазов кислородом струя газа под давлением отслоила часть облицовки стекловаты, которой были покрыты их стенки. Частицы стекловаты попали в кабину астронавтов. Они проникали в дыхательные пути, вызывая кашель, чихание, забивались под комбинезоны.