Seit dem Sommer 1963 liefen bei McDonnell (dem Hersteller der Kapsel), bei Martin Marietta (dem Hersteller der Rakete) und bei der NASA die Vorbereitungen für den ersten unbemannten Testflug des neuen Gemini Raumschiffs auf Hochtouren. Eine schier endlose Reihe von Pannen und Defekten an der Kapsel und insbesondere an der Rakete verzögerten den Start aber immer wieder. Trotz einer Verlängerung der täglichen Arbeitszeit von zwei 8-​Stunden-​Schichten auf zwei 12-​Stunden-​Schichten rückte der Start immer weiter in die Ferne. Der geplante Termin im Dezember 1963 war nicht zu halten gewesen. Auch der neue Termin 28.02.1964 mußte fallengelassen werden. Bereits am 22.11.1963 sah sich die NASA genötigt, den Start auf frühestens den 01.04.1964 verlegen. Kleinere Probleme verzögerten die Startvorbereitungen im Verlauf der Monate Februar, März und April weiter. Doch am 07.04.1964 konnte endlich der Countdown aufgenommen werden. Die Titan-​II GLV (Gemini Launch Vehicle) stand mit Gemini Kapsel #1 zum Start bereit. Die Kapsel entstammte der laufenden Produktion von McDonnell, enthielt jedoch nur einen geringen Teil der Standard-​Bordsysteme. Stattdessen waren mehrerer Paletten mit Meßgeräten und Sensoren installiert. Verifiziert werden sollte mit dieser Mission ohnehin mehr das Verhalten der Trägerrakete, deren Probleme mit dem „Pogo“ Effekt lange Zeit nicht hatten ausgeräumt werden können. Und natürlich mußte die Gemini Kapsel ihr Zusammenspiel mit der Rakete unter Beweis stellen. Eine Rückführung von Gemini 1 war jedoch nicht vorgesehen. Im Gegenteil. Der Hitzeschild der Kapsel, die nicht von der Raketenzweitstufe abgetrennt wurde, erhielt extra mehrere große Löcher, um sicherzustellen, daß Rakete und Kapsel beim Wiedereintritt auch sicher verglühten. Nach einem nahezu ereignislosen Countdown hob die Rakete mit Gemini 1 schließlich am 08.04.1964 um 16:00 UTC von LC-​19  auf Cape Canaveral ab. Trotz leichter „Pogo“ Schwingungen verlief der Aufstieg ruhig und die Zweitstufe mit Gemini 1 erreichte einen Erdorbit, der allerdings etwas höher als geplant lag. Nach dem dritten Orbit konnte die Mission für erfolgreich abgeschlossen erklärt werden. Danach wurde die Bahn zwar noch vom GSFC verfolgt, Telemetriedaten aber nicht mehr empfangen. Am 12.04.1964 verglühte Gemini 1 schließlich planmäßig in der Atmosphäre.