Spațiu Mercury nr. 5 conținea șase sisteme noi care nu se aflau pe zborurile anterioare: sistemul de control al mediului, sistemul de control al stabilizării atitudinii, retrorachete în direct, sistemul de comunicații vocale, sistemul de detectare a avortului în „buclă închisă” și un sac pneumatic de aterizare.
Șase cimpanzei (patru femele și doi masculi) și 20 de specialiști medicali și îngrijitori de animale de la Baza Forțelor Aeriene Holloman, New Mexico, unde cimpanzeii locuiau și erau antrenați, au fost mutați în cartierul din spatele Hangarului S de la Cape Canaveral, Florida, la 2 ianuarie 1961. Cei șase cimpanzei au fost antrenați în simulatoare Mercury timp de trei săptămâni. Cu o zi înainte de zbor, doi cimpanzei au fost aleși pentru misiune: unul principal, Ham, și unul de rezervă, o cimpanzeu de sex feminin pe nume Minnie. Competiția a fost acerbă, dar Ham era plin de energie și bună dispoziție. Ham a fost botezat în onoarea Centrului Medical Aerospațial Holloman. Ham provenea din Camerun, Africa, (numele original Chang, cimpanzeul nr. 65) și a fost achiziționat de USAF la 9 iulie 1959. Avea 3 ani și 8 luni la lansare.
La ora 12:53 UTC, 31 ianuarie 1961, Ham a fost introdus în nava spațială. Numărătoarea inversă a fost apoi întârziată cu aproape patru ore din cauza unui invertor încins, precum și a altor câteva probleme minore.
La ora 16:55 UTC, MR-2 a decolat. La un minut după lansare, computerele au raportat că unghiul traiectoriei de zbor era cu cel puțin un grad prea mare și în creștere. La două minute, calculatoarele au prezis o accelerație de 17 g (167 m/s²). La 2 minute și 17 secunde de la începerea zborului, combustibilul de oxigen lichid (LOX) al lui Redstone s-a epuizat. Sistemul de anulare în buclă închisă a detectat o schimbare în presiunea din camera motorului atunci când rezerva de LOX a fost epuizată și a pornit sistemul de evacuare a lansării. Anularea a semnalat un mesaj Mayday către forțele de recuperare.
Unghiul mare de zbor și anularea timpurie au făcut ca viteza maximă a navei spațiale să fie de 2.298 m/s (7.540 ft/s) în loc de 1.970 m/s (6.465 ft/s) planificată. Rachetele de întoarcere au fost aruncate în timpul anulării și, prin urmare, nu au putut fi folosite pentru a încetini nava spațială. Toate acestea au dus la o depășire a zonei de aterizare planificate cu 130 mile (209 km) și la un apogeu de 157 mile (253 km) în loc de 115 mile (185 km).
O altă problemă a apărut la 2 minute și 18 secunde de la începerea zborului, când presiunea din cabină a scăzut de la 5,5 la 1 lb/in² (38 la 7 kPa). Această defecțiune a fost depistată ulterior la supapa snorkelului de admisie a aerului. Vibrațiile au slăbit un știft din supapa snorkel și au permis deschiderea acesteia. Ham a fost în siguranță în propriul costum spațial cu canapea și nu a suferit niciun efect negativ din cauza pierderii presiunii din cabină. Presiunea din costumul său spațial de canapea a rămas normală, iar temperatura costumului s-a menținut în intervalul optim de 60 până la 80 de grade Fahrenheit (16 până la 26 °C).
Din cauza accelerării excesive a vehiculului de lansare și a impulsului dat de racheta de evacuare, a fost atinsă o viteză de 5.857 mph (9.426 km/h) în loc de 4.400 mph (7.081 km/h) cât era planificat. La apogeu, nava spațială a lui Ham se afla la o distanță de 48 mile (77 km) mai mare decât cea planificată. Ham a fost în imponderabilitate timp de 6,6 minute, în loc de 4,9 minute, cât era planificat. Nava spațială a aterizat la o distanță de 679 km (422 mile) după un zbor de 16,5 minute. El a primit 14,7 g (144 m/s²) în timpul reintrarea în atmosferă, cu aproape 3 g (29 m/s²) mai mult decât era planificat.
Ham și-a îndeplinit bine sarcinile, apăsând manetele de aproximativ 50 de ori în timpul zborului. Camerele de la bord care filmau reacția lui Ham la imponderabilitate au arătat o cantitate surprinzătoare de praf și resturi plutind în interiorul capsulei în timpul apogeului.
Vehiculul spațial a plonjat la sol în jurul orei 12:12 pm. EST, departe de ochii forțelor de recuperare. Aproximativ 12 minute mai târziu, primul semnal de recuperare a fost primit de la nava spațială. Urmărirea a arătat că se afla la aproximativ 60 de mile (96 km) de cea mai apropiată navă de recuperare. La 27 de minute după aterizare, un avion de căutare a observat capsula plutind în poziție verticală în Atlantic. Avionul de căutare a cerut Marinei să trimită elicopterele sale de salvare de pe cea mai apropiată navă care le transporta.
Când au ajuns elicopterele au găsit nava spațială pe o parte, luând apă și scufundându-se. La impactul cu apa, scutul termic din beriliu a ricoșat în fundul capsulei, făcând două găuri în peretele de presiune din titan. Sacul de aterizare se uzase rău, iar scutul termic a fost smuls din nava spațială înainte de recuperare. După ce nava s-a răsturnat, supapa deschisă a snorkelului a lăsat să intre și mai multă apă de mare în capsulă. Când echipajul elicopterului a reușit în cele din urmă să prindă și să ridice nava spațială a lui Ham la ora 18:52 UTC, a estimat că la bordul acesteia se aflau aproximativ 360 kg de apă de mare. Nava spațială a fost transportată și coborâtă pe puntea navei USS Donner. Când nava spațială a fost deschisă, Ham părea să fie în stare bună și a acceptat cu ușurință un măr și o jumătate de portocală.
.