Na nave espacial Mercúrio No. 5 continha seis novos sistemas que não tinham estado em vôos anteriores: sistema de controle ambiental, sistema de controle de estabilização de atitude, retrorockets ao vivo, sistema de comunicação de voz, sistema de sensoriamento de aborto em “ciclo fechado” e um saco de pouso pneumático.
Seis chimpanzés (quatro fêmeas e dois machos) e 20 médicos especialistas e manipuladores de animais da Base Aérea Holloman, Novo México, onde os chimpanzés viviam e eram treinados, foram transferidos para alojamentos atrás do Hangar S no Cabo Canaveral, Flórida, em 2 de janeiro de 1961. Os seis chimpanzés foram treinados em simuladores de Mercúrio durante três semanas. No dia anterior ao voo, dois chimpanzés foram escolhidos para a missão: um primário, Ham, e um de apoio, uma chimpanzé fêmea chamada Minnie. A competição foi feroz, mas Ham estava cheio de energia e bom humor. Ham foi nomeado em homenagem ao Centro Médico Aeroespacial Holloman. Ham era dos Camarões, África, (nome original Chang, Chimpanzé No. 65) e foi comprado pela USAF a 9 de Julho de 1959. Ele tinha 3 anos e 8 meses de idade no lançamento.
A 12:53 UTC, 31 de janeiro de 1961, Ham foi inserido na espaçonave. A contagem regressiva foi então atrasada quase quatro horas por causa de um inversor quente, e vários outros pequenos problemas.
A 16:55 UTC o MR-2 descolou. Um minuto após o lançamento, os computadores relataram que o ângulo da trajectória de voo estava pelo menos um grau demasiado alto e a subir. Aos dois minutos, os computadores previram uma aceleração de 17 g (167 m/s²). Aos 2 minutos e 17 segundos de vôo, o combustível do Redstone estava esgotado. O sistema de aborto em circuito fechado detectou uma alteração na pressão da câmara do motor quando a alimentação do LOX foi esgotada e disparou o sistema de fuga de lançamento. O aborto sinalizou uma mensagem de Mayday para as forças de recuperação.
O alto ângulo de vôo, e o aborto precoce, causou a velocidade máxima da espaçonave de 7.540 pés/s (2.298 m/s) ao invés dos 6.465 pés/s (1.970 m/s) planejados. Os retrorockets foram descartados durante o aborto e, portanto, não puderam ser usados para diminuir a velocidade da espaçonave. Tudo isto somado a uma ultrapassagem da área de aterragem planeada em 130 milhas (209 km) e um apogeu de 157 milhas (253 km) em vez de 115 milhas (185 km).
Outro problema ocorreu aos 2 minutos e 18 segundos de voo, quando a pressão da cabine caiu de 5,5 para 1 lb/pol² (38 para 7 kPa). Esta avaria foi detectada posteriormente na válvula de snorkel de entrada de ar. As vibrações tinham soltado um pino na válvula de snorkel e permitiram que a válvula se abrisse. Ham estava seguro em seu próprio sofá e não sofreu nenhum efeito nocivo devido à perda de pressão da cabine. A pressão do seu sofá permaneceu normal, e a temperatura do fato permaneceu bem dentro da faixa ideal de 60 a 80 graus Fahrenheit (16 a 26 °C).
Por causa da aceleração excessiva do veículo de lançamento e do impulso do foguete de fuga, foi alcançada uma velocidade de 5.857 mph (9.426 km/h) em vez dos 4.400 mph (7.081 km/h) planejados. No apogeu Ham a nave espacial estava a 48 milhas (77 km) mais longe do que o planejado. Ham ficou sem peso por 6,6 minutos ao invés dos 4,9 minutos que foram planejados. A espaçonave pousou 422 milhas (679 km) de distância abaixo do planeado, após um voo de 16,5 minutos. Ele recebeu 14,7 g (144 m/s²) durante a reentrada, quase 3 g (29 m/s²) acima do planejado.
Ham executou bem suas tarefas, empurrando alavancas cerca de 50 vezes durante o vôo. Câmeras a bordo filmando a reação de Ham à ausência de peso mostraram uma surpreendente quantidade de poeira e detritos flutuando dentro da cápsula durante o apogeu.
A nave espacial salpicou por volta das 12:12 h. EST, fora da vista das forças de recuperação. Cerca de 12 minutos depois, o primeiro sinal de recuperação foi recebido da nave espacial. O rastreamento mostrou que ela estava a cerca de 60 milhas (96 km) da nave de recuperação mais próxima. Vinte e sete minutos após o pouso, um avião de busca avistou a cápsula flutuando na vertical, no Atlântico. O avião de busca solicitou que a Marinha enviasse seus helicópteros de resgate do navio mais próximo que os transportava.
Quando os helicópteros chegaram, encontraram a espaçonave no seu lado, pegando água e submergindo. Ao impacto da água, o escudo térmico de berílio tinha saltado contra o fundo da cápsula, perfurando dois furos na antepara de pressão de titânio. O saco de aterragem tinha-se desgastado muito, e o escudo térmico tinha sido arrancado da nave antes da recuperação. Após a embarcação ter virado, a válvula de snorkel aberta permitiu que ainda mais água do mar entrasse na cápsula. Quando a tripulação do helicóptero finalmente se agarrou e pegou a espaçonave de Ham às 18:52 UTC, eles estimaram que havia cerca de 800 libras (360 kg) de água do mar a bordo. A nave foi voada e baixada para o convés do USS Donner. Quando a nave foi aberta o presunto parecia estar em boas condições e aceitava prontamente uma maçã e meia laranja.