A Mercury-űrhajó No. 5 hat új rendszert tartalmazott, amelyek nem voltak a korábbi repüléseken: környezetszabályozó rendszer, helyzetstabilizáló vezérlőrendszer, élő retrorocketek, hangkommunikációs rendszer, “zárt hurkú” megszakításérzékelő rendszer és egy pneumatikus leszállózsák.
A hat csimpánzt (négy nőstényt és két hímet) és 20 egészségügyi szakembert és állatgondozót az új-mexikói Holloman légibázisról, ahol a csimpánzok éltek és kiképezték őket, 1961. január 2-án a floridai Cape Canaveral S hangár mögötti szállásukra költöztették. A hat csimpánzt három héten át Mercury-szimulátorokban képezték ki. A repülés előtti napon két csimpánzt választottak ki a küldetésre: egy elsődlegeset, Ham-et, és egy tartalékot, egy Minnie nevű nőstény csimpánzt. A verseny kemény volt, de Ham tele volt energiával és jó humorral. Ham a Holloman Aerospace Medical Center tiszteletére kapta a nevét. Ham az afrikai Kamerunból származott (eredeti neve Chang, Chimp No. 65), és 1959. július 9-én vásárolta meg az USAF. Az indításkor 3 év 8 hónapos volt.
1961. január 31-én 12:53 UTC-kor Ham-et behelyezték az űrhajóba. A visszaszámlálás ezután majdnem négy órát késett egy forró inverter és több más kisebb probléma miatt.
16:55 UTC-kor az MR-2 felszállt. Egy perccel az indítás után a számítógépek azt jelezték, hogy a repülési pálya szöge legalább egy fokkal túl nagy és emelkedik. Két perccel később a számítógépek 17 g (167 m/s²) gyorsulást jósoltak. A repülés 2 perc 17 másodpercénél a Redstone folyékony oxigén (LOX) üzemanyaga kimerült. A zárt hurkú megszakító rendszer érzékelte a hajtómű kamrájának nyomásváltozását, amikor a LOX-készlet kimerült, és beindította a kilövési menekülési rendszert. A megszakítás Mayday üzenetet küldött a mentőerőknek.
A nagy repülési szög és a korai megszakítás miatt az űrhajó maximális sebessége a tervezett 6,465 ft/s (1,970 m/s) helyett 7,540 ft/s (2,298 m/s) volt. A retrorakéták a megszakítás során kirepültek, ezért nem tudták az űrhajó lassítására használni őket. Mindezek együttesen azt eredményezték, hogy a tervezett leszállási területet 130 mérfölddel (209 km) túllépték, az apogee pedig 115 mérföld (185 km) helyett 157 mérföld (253 km) volt.
A másik probléma a repülés 2 perc és 18 másodpercénél jelentkezett, amikor a kabinnyomás 5,5 lb/in²-ről 1 lb/in²-re (38 kPa-ról 7 kPa-ra) csökkent. Ezt a meghibásodást később a légbeszívó szelepre vezették vissza. A rezgések meglazítottak egy csapot a szelepen, és lehetővé tették, hogy a szelep kinyíljon. Ham biztonságban volt a saját kanapé űrruhájában, és nem szenvedett semmilyen károsodást a kabinnyomás csökkenése miatt. A kanapé űrruhájának nyomása normális maradt, és a szkafander hőmérséklete jóval az optimális 60-80 Fahrenheit-fok (16-26 °C) tartományon belül maradt.
A hordozórakéta túlgyorsulása és a mentőrakéta lökése miatt a tervezett 7400 mph (7081 km/h) helyett 5857 mph (9426 km/h) sebességet értek el. Az apogeumban Ham űrhajója a tervezettnél 48 mérfölddel (77 km) messzebb volt a tervezettnél. Ham a tervezett 4,9 perc helyett 6,6 percig volt súlytalan. Az űrhajó 16,5 perces repülés után 422 mérföld (679 km) távolságban landolt. A visszatérés során 14,7 g (144 m/s²) érte, ami majdnem 3 g-vel (29 m/s²) nagyobb a tervezettnél.
Ham jól teljesítette feladatait, a repülés során mintegy 50 alkalommal nyomta meg a karokat. A Ham súlytalanságra adott reakcióját filmező fedélzeti kamerák meglepően sok port és törmeléket mutattak, amelyek a kapszula belsejében lebegtek az apogee alatt.
Az űrhajó 12 óra 12 perc körül csapódott le. EST, a felderítő erők látókörén kívül. Körülbelül 12 perccel később érkezett az első helyreállítási jel az űrhajóról. A nyomkövetés azt mutatta, hogy körülbelül 60 mérföldre (96 km) volt a legközelebbi mentőhajótól. Huszonhét perccel a leszállás után egy kutatórepülőgép megpillantotta a kapszulát, amint függőlegesen lebegett az Atlanti-óceánban. A kutatórepülőgép kérte, hogy a haditengerészet küldje ki mentőhelikoptereit a legközelebbi, őket szállító hajóról.
Amikor a helikopterek megérkeztek, az űrhajót az oldalán fekve, vizet felvéve és elmerülve találták. A vízzel való ütközéskor a berillium hőpajzs a kapszula aljának ütközött, és két lyukat ütött a titán nyomó válaszfalon. A leszállózsák csúnyán elkopott, és a hőpajzs a kiemelés előtt kiszakadt az űrhajóból. Miután az űrhajó felborult, a nyitott légzőcső szelepe még több tengervizet engedett be a kapszulába. Amikor a helikopter legénysége végül 18:52 UTC-kor beakasztotta és felvette Ham űrhajóját, becsléseik szerint mintegy 360 kg (800 font) tengervíz volt a fedélzeten. Az űrhajót a USS Donner fedélzetére repülték és leeresztették. Amikor az űrhajót kinyitották, Ham jó állapotban lévőnek tűnt, és készségesen elfogadott egy almát és egy fél narancsot.