3 декабря около 04:30 UTC на отметке 20 RJ
«Пионер-10» наконец проник в дипольную область, где магнитное поле вращалось вместе с планетой. Оно оказалось в восемь – десять раз мощнее, а запасенная в нем энергия была в 20 000 раз больше, чем в земном. Поле было обратной полярности – северный магнитный полюс находился вблизи южного географического полюса Юпитера. Ось магнитного диполя оказалась наклонена на 11° и смещена относительно оси вращения планеты, из-за чего данные магнитометра колебались с десятичасовым периодом, и вообще структура магнитного поля была довольно сложной. На уровне облаков оно имело силу от 2 до 15 гаусс против 0,35 гаусс земного поля.За шесть часов до пролета планета перестала умещаться в кадре IPP, и тогда же на полчаса прервалась передача «картинки» фотополяриметра, которая приходила на Землю с задержкой на 45 мин 55 с. Пресса потом придумала, что какой-то гость в центре управления случайно нажал на кнопку и отключил сразу восемь приборов, хотя на самом деле сбой произошел на борту. Чтобы обезопасить аппарат от выполнения случайных команд, вызванных радиацией вблизи Юпитера, на борт раз в несколько минут отправлялась «лечебная» посылка; кроме того, специальная последовательность команд восстанавливала работу фотополяриметра в случае сбоя. Первое такое нарушение случилось 3 декабря около 18:00 UTC на расстоянии 9 RJ
, а всего за время встречи они произошли десять раз. Один из сбоев пришелся на лучший из запланированных кадров Ио. Досадно: вулканы на этом спутнике могли быть обнаружены на семь лет раньше!На лучшем снимке Ганимеда различались детали размером 400 км. В них угадывалась пара 800-километровых «морей», одно у южного полюса, другое вблизи экватора, и яркая северная полярная часть.
На Европе удалось разглядеть темные детали в северном полушарии, напоминающие лунные моря, и большой и очень яркий регион в южном. Была выдвинута гипотеза, что в этом месте удар крупного астероида обнажил 50-километровый слой льда – который залегает в остальных местах на глубине 10 км и более.
Последний снимок планеты на подлете «Пионер-10» сделал с расстояния 203 000 км, а первый на отлете – удалившись уже на 504 000 км. Из-за насыщения блока контроля усиления несколько близких видов Юпитера были пересвечены до полной негодности. Тем не менее на снимках, принятых в течение суток до пролета и суток после него, можно было увидеть детали размером порядка 200 км. Всего же за период с 30 ноября по 7 декабря Земля получила 153 хороших изображений планеты.
4 декабря 1973 г. в 02:25:11 UTC по бортовому времени станция пронеслась на минимальном расстоянии 202 756 км от центра Юпитера и на высоте 131 358 км над границей облаков планеты[33]
. Наклонение гиперболической траектории к плоскости эклиптики составило 13,8°, скорость в перицентре достигла 36,7 км/с.