在成功登月并完成科學(xué)考察以后，宇航員將登月艙的上升級(jí)和下降級(jí)分離并操縱上升級(jí)起飛離開月表。登月艙的上升級(jí)有6.65立方米的成員艙，能夠攜帶兩名宇航員和月表巖石標(biāo)本。同時(shí)帶有2.353噸的四氧化二氮/航空肼50推進(jìn)劑和一臺(tái)上升段發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)具有15.6kN的推力，大于月球重力并能提供2220m/s的速度增量，足以將上升級(jí)送入月球軌道。

在月表發(fā)射和月球軌道期間，宇航員使用16具姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)和287公斤姿控燃料操控飛船，并和在月球軌道上等候的指令艙-服務(wù)艙交會(huì)對(duì)接。

在月球軌道對(duì)接完成之后，兩名宇航員和月球樣品從登月艙返回指令艙，登月艙被拋棄在月球軌道上。

之后宇航員在指令艙中操控服務(wù)艙的AJ10-137發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)指令艙和服務(wù)艙離開月球軌道并進(jìn)入地球返回軌道。該四氧化二氮/航空肼50發(fā)動(dòng)機(jī)具有91kN的推力，同時(shí)服務(wù)艙自帶16具R-4D姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)。

在飛船接近地球時(shí)，爆炸螺栓切斷指令艙和服務(wù)艙的連接。此時(shí)服務(wù)艙會(huì)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)并點(diǎn)火遠(yuǎn)離指令艙避免碰撞。稍后服務(wù)艙在地球大氣中燒毀。

這時(shí)三名宇航員棲身于5.5噸的指令艙之中，用最后剩余的120kg姿控燃料和指令艙上的12臺(tái)姿控發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整指令艙朝向切入地球大氣層。指令艙此時(shí)會(huì)稍微傾斜角度提供氣動(dòng)升力，并略微旋轉(zhuǎn)以避免局部燒蝕。大氣摩擦?xí)怪噶钆摷眲p速，同時(shí)燒蝕防護(hù)罩避免飛船被氣動(dòng)熱燒毀。

當(dāng)指令艙到達(dá)離地面7.3km的高度時(shí)，熱防護(hù)罩與飛船分離，放出前置降落傘，將指令艙相對(duì)地面的速度降低到每小時(shí)201公里。降落到3.3km高度時(shí)，前置降落傘分離，主降落傘放出，將指令艙下落速度降低到每小時(shí)35公里。最后指令艙濺落海面，吸能結(jié)構(gòu)再吸收一部分沖擊動(dòng)能，使宇航員可以安全落海。

指令艙落海之后會(huì)自動(dòng)放出救生氣囊和救生筏漂浮在海面上，而宇航員可以視情況自行出艙并乘上救生筏等待救援。美國海軍的搜救艦隊(duì)通常已在預(yù)訂降落地點(diǎn)待命，幾分鐘之內(nèi)驅(qū)逐艦或直升機(jī)就會(huì)趕到回收宇航員和飛船，稍后宇航員通常會(huì)被轉(zhuǎn)送到艦隊(duì)旗艦也就是航空母艦上。后來的幾次任務(wù)里，指令艙降落的精度不斷提高。最后一次降落時(shí)，提康德羅加號(hào)航母的船員們直接目睹了指令艙降落在旁邊，就不需要再費(fèi)心搜救了。